DE69631741T2

DE69631741T2 - Instandsetzungsstelle mit translatorischer Bewegung für Farbstrahldruckköpfe

Info

Publication number: DE69631741T2
Application number: DE69631741T
Authority: DE
Inventors: Bret K. Taylor; Warren Scott Martin; Allan D. Donley; Mark L. Salzer; Richard Scott Smith
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 1995-07-31
Filing date: 1996-07-26
Publication date: 2005-03-17
Anticipated expiration: 2016-07-27
Also published as: JPH09300644A; DE69631741D1; JP3930587B2; EP0780232A3; EP0780232B1; US5774139A; EP0780232A2

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Tintenstrahldruckmechanismen und insbesondere auf eine translatorische Druckkopfwartungsstation und ein Verfahren zum Beibehalten der Tintenstrahldruckkopfgesundheit.
Hintergrund der Erfindung
Tintenstrahldruckmechanismen verwenden Stifte, die Tropfen von flüssigem Farbmittel, das hierin allgemein als „Tinte" bezeichnet wird, auf eine Seite schießen. Jeder Stift hat einen Druckkopf, der mit sehr kleinen Düsen gebildet ist, durch die die Tintentropfen abgefeuert werden. Um ein Bild zu drucken, wird der Druckkopf über die Seite vor- und zurückgetrieben und schießt Tintentropfen in einem gewünschten Muster, während er sich bewegt. Der spezielle Tintenausstoßmechanismus in dem Druckkopf kann eine Vielzahl unterschiedlicher Formen annehmen, die für einen Fachmann auf diesem Gebiet bekannt sind, wie z. B. diejenigen, die eine piezoelektrische oder thermische Druckkopftechnologie verwenden. Zwei frühere thermische Tintenausstoßmechanismen sind beispielsweise in den U.S.-Patenten Nr. 5,278,584 und 4,683,481 gezeigt, die beide der Anmelderin der vorliegenden Erfindung übertragen sind, der Hewlett-Packard Company. Bei einem thermischen System ist eine Barriereschicht, die Tintenkanäle und Verdampfungskammern enthält, zwischen einer Düsenöffnungsplatte und einer Substratschicht positioniert. Diese Substratschicht enthält typischerweise lineare Arrays von Heizelementen, wie z. B. Widerständen, die mit Energie versorgt werden, um Tinte in den Verdampfungskammern zu erwärmen. Auf die Erwärmung hin wird ein Tintentröpfchen von einer Düse ausgestoßen, die dem mit Energie versorgten Widerstand zugeordnet ist. Durch selektives Mit-Energie-Versorgen der Widerstände, während sich der Druckkopf über die Seite bewegt, wird die Tinte in einem Muster auf das Druckmedium ausgestoßen, um eine gewünschte Abbildung (z. B. Bild, Diagramm oder Text) zu bilden.
Um den Druckkopf zu reinigen und zu schützen, ist typischerweise ein „Wartungsstation"-Mechanismus in dem Druckerchassis befestigt, so daß der Druckkopf für die Wartung über die Station bewegt werden kann. Für die Speicherung oder während Nichtdruckperioden umfassen die Wartungsstationen normalerweise ein Abdeckungssystem, das die Druckkopfdüsen vor Verunreinigungen und Austrocknen hermetisch abdichtet. Um eine Vorbereitung zu ermöglichen, weisen einige Drucker Vorbereitungsabdeckungen auf, die mit einer Pumpeinheit verbunden sind, um ein Vakuum auf dem Druckkopf zu erzeugen. Während dem Betrieb werden teilweise Verschlüsse oder Verstopfungen in dem Druckkopf regelmäßig gereinigt, durch Abfeuern einer Anzahl von Tintentropfen durch jede der Düsen in einem Reinigungs- oder Klärungsprozeß, der als „Auswerfen" bekannt ist. Die überschüssige Tinte wird in einem Auswurfreservoirabschnitt der Wartungsstation gesammelt, der als „Speibecken" bekannt ist. Nach dem Auswerfen, Aufdecken oder gelegentlich während dem Drucken weisen die meisten Wartungsstationen einen flexiblen Wischer auf, der die Druckkopfoberfläche wischt, um Tintenreste und auch Papierstaub oder andere Abriebteilchen zu entfernen, der sich auf dem Druckkopf gesammelt haben.
Um die Klarheit und den Kontrast des gedruckten Bildes zu verbessern, hat sich die jüngste Forschung auf das Verbessern der Tinte selbst konzentriert. Um schnelleres wasserfesteres Drucken mit dunkleren Schwarztönen und leuchtenderen Farben zu liefern, wurden pigmentbasierte Tinten entwickelt. Diese pigmentbasierten Tinten haben einen höheren Festkörperinhalt als die früheren farbstoffbasierten Tinten, was zu einer höheren optischen Dichte für die neuen Tinten führt. Beide Tintentypen trocknen schnell, was es den Tintenstrahldruckmechanismen ermöglicht, einfaches Papier zu verwenden. Leider macht die Kombination von kleinen Düsen und schnelltrocknender Tinte die Druckköpfe anfällig für Verstopfen, nicht nur aufgrund von getrockneter Tinte und winzigen Staubteilchen oder Papierfasern, sondern auch aufgrund den Feststoffen in den neuen Tinten selbst. Teilweise oder vollständig blockierte Düsen können entweder zu fehlenden oder fehlgerichteten Tropfen auf dem Druckmedium führen, die beide die Druckqualität verschlechtern. Somit wird das Auswerfen zum Reinigen der Düse noch wichtiger, wenn pigmentbasierte Tinten verwendet werden, weil der höhere Festkörperanteil stärker zu dem Verstopfungsproblem beiträgt als die früheren farbstoffbasierten Tinten.
Bei herkömmlichen Speibecken landete der Großteil der ausgeworfenen Tinte am Boden des Speibeckens. Ein Teil der Tinte lief jedoch unter dem Einfluß der Schwerkraft die Wände der Speibeckenröhre oder den „Kamin" hinunter, und in ein Reservoir, wo viele Lösungsmittel verdampften. Manchmal verfestigte sich die überschüssige Tinte, bevor sie das Reservoir erreicht, und formt Stalagmiten aus Tintenablagerungen entlang den Seiten des Kamins. Diese Tintenstalagmiten wuchsen häufig und verstopften den Eingang zu dem Speibecken. Um dieses Phänomen zu vermeiden, müssen herkömmliche Speibecken breit sein, häufig über 8 mm breit, um eine Tinte mit hohem Festkörperanteil handzuhaben. Da die herkömmlichen Speibecken zwischen der Druckzone und den anderen Wartungskomponenten positioniert waren, erhöhte diese zusätzliche Breite die Gesamtdruckerbreite, was zu zusätzlichen Kosten bei den Material- und Versandkosten des Druckers führte. Darüber hinaus erhöhte diese größere Druckerbreite die Gesamtdruckergröße, was zu einer größeren „Standfläche" führt, d. h. einem größeren Arbeitsplatz, der erforderlich ist, um den Druckmechanismus aufzunehmen, was für viele Verbraucher unerwünscht ist.
Wie es oben erwähnt wurde, waren herkömmliche Speibecken zwischen der Druckzone und den anderen Wartungskomponenten positioniert, und um den Einfluß auf die Druckerbreite zu minimieren, waren die herkömmlichen Speibecken nur breit genug, um Tinte von jeweils einem Druckkopf aufzunehmen. Daher positionierte die herkömmliche Auswurfroutine einer Mehrfachstifteinheit zunächst einen Druckkopf über das Speibecken zum Auswerfen, dann bewegte der Stiftwagen den nächsten Stift über das Speibecken zum Auswerfen, usw. Leider verlangsamte diese Wagenbewegung nicht nur die Auswurfroutine, sondern war auch laut.
Neben dem Erhöhen des Festkörperinhalts wurden auch gegenseitig ausfällende Tinten entwickelt, um Farbkontraste zu verbessern. Beispielsweise bewirkt ein Farbtintentyp, daß schwarze Tinte aus der Lösung ausfällt. Diese Ausfällung fixiert die schwarzen Festkörper schnell auf der Seite, was das Auslaufen der schwarzen Festkörper in die Farbregionen des gedruckten Bildes verhindert. Falls die gegenseitig ausfällenden Farb- und Schwarztinten in einem herkömmlichen Speibecken vermischt werden, fließen dieselben leider nicht zu einem Abfluß oder einem absorbierenden Material. Statt dessen, sobald dieselben gemischt sind, gerinnen die Schwarz- und die Farbtinten schnell in ein Gel mit ein wenig Restflüssigkeit.
Somit können die gemischten Schwarz- und Farbtinten nicht nur einen schnellen Festkörperaufbau zeigen, sondern der Flüssigkeitsbruchteil kann auch dazu neigen, in unerwünschte Positionen zu laufen und dochtmäßig zu fließen (fließen durch Kapillaraktion). Um das Mischproblem zu lösen, verwendeten einige Drucker zwei herkömmliche stationäre Speibecken, eines für die schwarze Tinte und eines für die Farbtinten. Leider muß jedes dieser beiden Speibecken breit genug sein, um Verstopfen durch Stalagmiten zu vermeiden, die von den Seitenwänden des Speibeckenkamins nach innen wachsen. Ein solcher Doppelspeibeckenentwurf, bei dem die Speibecken zwischen dem Druckkopf und anderen Wartungskom ponenten positioniert sind, erhöhte die Gesamtbreite und die Standfläche des Druckers weiter. Neben dem Wachsen von den Seiten des Speibeckens wuchsen die Tintenstalagmiten manchmal auch von der Unterseite des Speibeckens nach oben. Um zu verhindern, daß diese Stalagmiten den Druckkopf mit der Zeit stören, war typischerweise die Verwendung von sehr tiefen Speibecken erforderlich, was die Gesamtdruckergröße ebenfalls erhöhen konnte.
Das gleichzeitige Wischen von zwei oder mehr Druckköpfen, wobei einer eine pigmentbasierte Tinte und der andere eine farbstoffbasierte Tinte enthält, war ebenfalls eine Herausforderung. Das gleichzeitige Wischen erhöht die Wartungsroutine, damit die Stifte schnell zum Drucken zurückkehren können. Neue Wischstrategien werden benötigt, um die pigmentbasierten Tinten unterzubringen. Um die gewünschte Tintentropfengröße und -bahn beizubehalten, muß der Bereich um die Druckkopfdüsen relativ sauber gehalten werden. Getrocknete Tinte und Papierfasern kleben häufig an der Düsenplatte und den Seitenflächenbereichen benachbart zu der Düsenplatte, insbesondere an einem breiten dreifarbigen Stift, was Druckqualitätsschäden bewirkt, falls dieselben nicht entfernt werden. Das Wischen der Düsenplatte entfernt nur überschüssige Tinte und andere Reste, die sich nahe den Düsenöffnungen gesammelt haben.
In der Vergangenheit waren die Druckkopfwischer typischerweise eine einzelne oder eine doppelte Wischerklinge aus einem elastomeren Material. Typischerweise wird der Druckkopf über den Wischer hin- und herbewegt, in einer Richtung parallel zu der Bewegungsachse des Druckkopfs, daher wurde für einen Stift mit Düsen, die in zwei linearen Arrays senkrecht zu der Bewegungsachse ausgerichtet sind, zuerst eine Reihe von Düsen gewischt und dann wurde die andere Reihe gewischt. In dem DeskJet^® 850C Farbtintenstrahldrucker von Hewlett-Packard wurde ein revolutionäres orthogonales Wischschema verwendet, wo die Wischer entlang der Länge der linearen Arrays verliefen und die Tinte von einer Düse zu der nächsten (dochtmäßig) saugten. Diese gesaugte Tinte wirkte als Lösungsmittel zum Abbauen von Tintenrest, der sich auf der Düsenplatte gesammelt hat. Dieses Produkt verwendete auch ein Doppelwischerklingensystem mit speziellen Konturen auf der Wischerklingenspitze zum Ermöglichen der Saugaktion und der nachfolgenden Reinigung.
Einige der früheren Systeme wischten lateral über die Öffnungsplatte und über Bereiche benachbart zu der Öffnungsplatte und schmierten Tinte entlang der gesamten unteren Oberfläche des Druckkopfs. Andere orthogonale Wischsysteme wischten nur die Druckkopföffnungsplatte und ignorierten die „Seitenflächen"-Regionen an den Seiten der Öffnungsplatte. Falls diese ungewischt blieben, sammelten diese Seitenflächenregionen Tintenteilchen oder Reste, die dann leider Staubteilchen, Papierfasern und andere Abriebteilchen sammelten. Falls während einem lateralen Wischen Tintenrest von der Öffnungsplatte über die Seitenflächen geschmiert wurde, sammelte dieser Rest noch mehr Abriebteilchen. Diese Seitenflächenabriebteilchen wurden dann durch den Druckkopf über ein gedrucktes Bild bewegt, wobei die gedruckte Tinte verschmiert wurde und die Druckqualität verschlechtert wurde.
Herausforderungen gab es auch beim Finden geeigneter Abdeckungsstrategien für die neuen pigmentbasierten Tinten, die auch den Druckkopf auf Mehrfarben-farbstoffbasis angemessen abdecken. Das Abdecken dichtet den Bereich um die Druckkopfdüsen hermetisch ab, um das Trocknen oder die Zersetzung der Tinte während Perioden der Druckerinaktivität zu verhindern. Erneut verwendete der DeskJet^® 850C Farbtintenstrahldrucker der Hewlett-Packard Company ein einzigartiges, mit mehreren Stegen versehenes Abdeckungssystem, das die pigmentbasierten schwarzen Stifte angemessen abgedichtet hat. Ein federvorgespannter Schlitten trug sowohl die schwarzen als auch die farbigen Abdeckungen und nahm die Druckköpfe sanft in Eingriff, um das Entladen derselben zu vermeiden. Ein einmaliges Lüftungssystem, das einen Santo prene^® Abdeckungsstöpsel und einen Labyrinthlüftungsweg unter dem Schlitten umfaßt, vermied unbeabsichtigtes Entladen, während auch barometrische Änderungen im Umgebungsdruck berücksichtigt wurden.
Obwohl die radikale neue Wartungsstation, die in dem DeskJet^® 850C Drucker verwendet wurde, eine Vielzahl von Problemen adressierte, die durch die neuen pigmentbasierten Tinten aufkamen, hatte derselbe eine Reihe von Nachteilen. Erstens waren die verschiedenen Wartungsmerkmale auf einem Drehtrommelsystem befestigt, das einen Antriebsmechanismus umfaßte, den einige Kunden als etwas laut wahrnahmen, mit beinahe einem tiefen, beinahe knurrenden Geräusch. Zweitens hatte die Trommelanordnung einige Teile, einschließlich einem komplexen Vorbereitungssystem, daher erforderte die Wartungsstation eine Reihe von komplizierten Herstellungsschritten für den Zusammenbau. Als sich die Gelegenheit ergab, eine neue Wartungsstation für ein neues Produkt zu entwerfen, taten sich Entwickler des DeskJet^® 850C Wartungsstation mit ihren Kollegen zusammen, um den früheren Entwurf zu verbessern, und ihr neues bevorzugte Ausführungsbeispiel ist in der folgenden detaillierten Beschreibung beschrieben.
Frühere Drucker hatten auch ein weiteres Problem, das die Wagenvorrichtung umfaßte, die den Druckkopf während dem Drucken vor und zurück über die Seite bewegt. Um Schaden an dem Wagen und den Druckköpfen während dem Transport zu verhindern, ist es wünschenswert, den Wagen in einer festen Position zu halten anstatt ihn in dem Drucker vor- und zurückschleudern zu lassen. In der Vergangenheit wurden unterschiedliche Verriegelungsmechanismustypen verwendet, um den Wagen zu sichern, aber sie erforderten typischerweise einen getrennten mechanischen Verschlußhebel, den der Betreiber bewegen mußte, um den Wagen an dem Chassis zu befestigen. Andere frühere Drucker benötigten spezielles Verpackungsmaterial in dem Drucker, um den Wagen für den Versand von der Firma zu befestigen. Beispielsweise wurde der Wagen bei mehreren Entwürfen unter Verwendung von Pappe oder Schaumverpackungsmaterial, Klebeband und dergleichen in Position gehalten. All dieses Verpackungsmaterial mußte dann durch den Verbraucher entfernt werden, bevor das Drucken beginnen konnte, und falls etwas übersehen wurde, könnte es sein, daß der Drucker nicht druckt, was unnötige Frustration für den Verbraucher bewirkt.
Für einen späteren Verbrauchertransport, nachdem diese Drucker verwendet wurden, waren die Reibungskräfte der Abdeckungen gegen die Druckköpfe der Hauptmechanismus, der den Wagen in Position befestigte. Leider konnte die bloße Masse dieser Wagen ohne die installierten Stifte, oder falls der Kunde vergaß, den Verriegelungshebel in Eingriff zu nehmen, bewirken, daß dieselben während der Beförderung vor- und zurückschlagen in die Seiten des Druckers und möglicherweise den Wagen, seinen Antriebsmechanismus oder seinen Positionsrückkopplungsmechanismus beschädigen. Somit wäre es wünschenswert, einen automatischen Wagenverriegelungsmechanismus zu haben, der für den Verbraucher „transparent" ist, und keine Benutzerintervention benötigt zum Entfernen von Verpackungsmaterial auf den anfänglichen Kauf hin, oder um den Wagen in Position zu sichern, wenn der Drucker ausgeschaltet ist.
Die EP0446885 offenbart eine Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung und einen Mechanismus zum Entladen der Wartung und Erholung, die für die Vorrichtung vorgesehen ist. Die Vorrichtung umfaßt ein Wagenbauglied, ein Reinigungsbauglied und eine Beförderungseinrichtung zum Befördern des Reinigungsbauglieds zwischen einer Reinigungsposition und einer Nichtreinigungsposition. Das Reinigungsbauglied umfaßt ein erstes Reinigungsbauglied und ein zweites Reinigungsbauglied. Diese Bauglieder führen das Reinigen eines Tintenentladetors der Vorrichtung aus.
Die EP0526061 offenbart eine Wartungsstation für einen Tintenstrahldrucker gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung gemäß den nachfolgenden Ansprüchen 1 bis 5 ist eine Wartungsstation vorgesehen, zum Warten eines Tintenstrahldruckkopfs eines Tintenstrahldruckmechanismus mit einem Chassis, wobei der Druckkopf durch das Chassis für eine Bewegung entlang einer Bewegungsachse getragen wird. Die Wartungsstation umfaßt einen Rahmen, der durch das Chassis getragen wird, wobei der Rahmen eine Führungsspur und ein Speibecken definiert. Eine translatorisch bewegliche Palette wird durch die Rahmenführungsspur getragen, für eine translatorische Bewegung in einer Richtung im wesentlichen senkrecht zu der Bewegungsachse zwischen einer Druckkopfwartungsposition und einer Druckkopfauswurfposition. Die Wartungsstation weist auch eine Druckkopfwartungsvorrichtung auf, die durch die Palette getragen wird, um selektiv zu der Druckkopfwartungsposition bewegt zu werden, um den Druckkopf zu warten. Wenn die Palette zu der Druckkopfauswurfposition bewegt wird, wird das Speibecken für den Druckkopf zum Auswerfen freigelegt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Tintenstrahldruckmechanismus gemäß Anspruch 11 und 12 vorgesehen.
Gemäß einem zusätzlichen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Warten eines Tintenstrahldruckkopfs eines Tintenstrahldruckmechanismus vorgesehen, wie er in den Ansprüchen 6 bis 10 definiert ist. Das Verfahren umfaßt die Schritte des Bewegens des Druckkopfs entlang einer Bewegungsachse zu einer Wartungsposition und das translatorische Bewegen einer Palette, die eine Druckkopfswartungsvorrichtung trägt, in einer Richtung im wesentlichen senkrecht zu der Bewegungsachse, um den Druckkopf zu warten, wenn sich derselbe in der Wartungsposition befindet. Bei einem Wartungsschritt wird der Druckkopf mit der Wartungsvorrichtung gewartet. Während der Druckkopf in der War tungsposition gehalten wird, legt ein Freilegungsschritt durch Bewegen der Palette zu einer Auswurfposition ein Speibecken frei. Nach dem Freilegungsschritt wird Tinte von dem Druckkopf in das Speibecken ausgeworfen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Verfahren zum Warten eines Tintenstrahldruckkopfs den Schritt des Tragens des Druckkopfs in einem Wagen entlang einer Bewegungsachse zu einer Wartungsposition. Bei einem Bewegungsschritt wird eine Palette translatorisch in einer Richtung im wesentlichen senkrecht zu der Bewegungsachse bewegt, um den Druckkopf zu warten, wenn er sich in der Wartungsposition befindet. Eine Druckkopfabdeckung wird durch einen Schlitten getragen, der beweglich an der Palette befestigt ist, für eine Bewegung bezüglich der Palette und des Druckkopfs, wobei der Schlitten ein Ineingriffnahmebauglied aufweist, um zumindest entweder den Wagen oder den Druckkopf in Eingriff zu nehmen. Während der Druckkopf in der Wartungsposition gehalten wird, wird der Druckkopf abgedichtet durch translatorisches Bewegen der Palette, bis das Ineingriffnahmebauglied zumindest entweder den Wagen oder den Druckkopf in Eingriff nimmt, und ansprechend darauf, während das translatorische Bewegen der Palette fortgesetzt wird, wird der Schlitten weg von der Palette und zu dem Druckkopf bewegt, bis die Abdeckung den Druckkopf kontaktiert und abdichtet, wenn die Palette eine Abdeckungsposition erreicht hat.
Es ist ein Gesamtziel der vorliegenden Erfindung, eine Druckkopfwartungsstation für einen Tintenstrahldruckmechanismus zu liefern, der das Drucken von scharfen lebendigen Bildern ermöglicht, insbesondere wenn schnelltrocknende pigmentbasierte mitfällende oder farbstoffbasierte Tinten verwendet werden, durch Bereitstellen einer schnellen und effizienten Druckkopfwartung.
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Druckkopfwartungsstation für einen Tintenstrahldruckmecha nismus zu liefern, der schneller und ruhiger arbeitet, weniger Teile aufweist, weniger Zusammenbauschritte erfordert und somit ökonomischer ist als die früheren Tintenstrahldruckmechanismen.
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Warten eines Tintenstrahldruckkopfs zu liefern, das vorteilhafterweise auf eine ruhige und effiziente Weise ausgeführt wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine teilweise schematische perspektivische Teilansicht einer Form eines Tintenstrahldruckmechanismus, der eine translatorisch bewegliche Wartungsstation der vorliegenden Erfindung umfaßt.
2 ist ein schematischer Seitenaufriß einer Form einer translatorisch beweglichen Wartungsstation der vorliegenden Erfindung, die in einer Abdeckungsposition gezeigt ist, und eine translatorische Form einer beweglichen absorbierenden Auswurfstation umfaßt.
3 ist eine perspektivische Teilansicht einer Form einer Wartungsstation von 1.
4 ist eine perspektivische Teilansicht eines gleitbaren Palettenabschnitts der Wartungsstation von 3, die mit Abdeckungen und Wischern gezeigt ist.
5 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht einer Form eines Tintenstrahldruckkopfwischers der Wartungsstation von 3.
6 ist ein vergrößerter Vorderaufriß der Tintenstrahldruckkopfwischer der Wartungsstation von 3, der beim Wischen von Schwarz- und Farbentintenstrahldruckköpfen gezeigt ist, wobei der Rest der Wartungsstation aus Deutlichkeitsgründen ausgelassen ist.
7 ist eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Linien 7–7 von 4.
8 sind vergrößerte Seitenteilaufrisse entlang der und 9 Linie 8–8 von 4, wobei 8 die Abdeckungen in einem Ruhestand abgesenkt zeigt und 9 die Abdeckungen in einen Abdeckungszustand angehoben zeigt.
10 ist eine perspektivische Teilansicht der Wartungsstation von 3, mit dem Palettenabschnitt zurückgezogen zu einer Ausgangsposition zum Freilegen eines Speibeckenabschnitts der Wartungsstation.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
1 stellt ein Ausführungsbeispiel eines Tintenstrahldruckmechanismus dar, der hier als ein Tintenstrahldrucker 20 gezeigt ist, der gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, der zum Drucken von Geschäftsberichten, Korrespondenz, Desktop Publishing und dergleichen in einer Industrie-, Büro-, Privat- oder anderen Umgebung verwendet werden kann. Eine Vielzahl von Tintenstrahlmechanismen sind im Handel erhältlich. Einige der Druckmechanismen, die die vorliegende Erfindung umfassen können, umfassen beispielsweise Plotter, tragbare Druckeinheiten, Kopierer, Kameras, Videodrucker und Faksimilemaschinen, um einige zu nennen. Der Zweckmäßigkeit halber sind die Konzepte der vorliegen den Erfindung in der Umgebung eines Tintenstrahldruckers 20 dargestellt.
Obwohl es offensichtlich ist, daß die Druckerkomponenten von Modell zu Modell variieren können, umfaßt der typische Tintenstrahldrucker 20 ein Chassis 22, das von einem Gehäuse oder einer Umhüllung 24 umgeben ist, typischerweise aus einem Kunststoffmaterial. Druckmedienblätter werden durch eine Druckzone 25 durch ein adaptives Druckmedienhandhabungssystem 26 zugeführt, das gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist. Das Druckmedium kann jeder Typ von geeignetem Blattmaterial sein, wie z. B. Papier, Karton, Transparentfolien, Mylar und dergleichen, aber der Zweckmäßigkeit halber ist das dargestellte Ausführungsbeispiel mit der Verwendung von Papier als Druckmedium beschrieben. Das Druckmedienhandhabungssystem 26 hat eine Zuführablage 28 zum Speichern von Blättern von Papier vor dem Drucken. Eine Reihe von herkömmlichen motorgetriebenen Papierantriebsrollen (nicht gezeigt) kann verwendet werden, um das Druckmedium von der Ablage 28 in die Druckzone 25 zum Drucken zu bewegen. Nach dem Drucken landet das Blatt dann auf einem Paar von zurückziehbaren Ausgabetrockenflügelbaugliedern 30, die ausgedehnt gezeigt sind, um ein gedrucktes Blatt aufzunehmen. Die Flügel 30 halten das neubedruckte Blatt kurzfristig über allen vorher gedruckten Blättern, die noch in einem Ausgabeablageabschnitt 32 trocknen, bevor es schwenkbar zu den Seiten zurückgezogen wird, wie es durch die gebogenen Pfeile 33 gezeigt ist, um das neubedruckte Blatt in die Ausgabeablage 32 fallenzulassen. Das Medienhandhabungssystem 26 kann eine Reihe von Einstellmechanismen zum Unterbringen unterschiedlicher Größen von Druckmedien, einschließlich Brief, Legal, A4, Umschläge, usw. umfassen, wie z. B. einen gleitenden Längeneinstellhebel 34 und einen Umschlagszuführschlitz 35.
Der Drucker 20 weist auch eine Druckersteuerung auf, die schematisch als ein Mikroprozessor 36 dargestellt ist, der Befehle von einem Hostgerät empfängt, typischerweise einem Computer, wie z. B. einem Personalcomputer (nicht gezeigt). In der Tat können viele der Druckersteuerfunktionen durch den Hostcomputer, durch die Elektronik in dem Drucker oder durch Interaktionen zwischen denselben durchgeführt werden. Wie er hierin verwendet wird, umfaßt der Begriff „Druckersteuerung 36" diese Funktionen, unabhängig davon, ob sie durch den Hostcomputer, den Drucker, ein Zwischengerät zwischen denselben oder durch eine kombinierte Interaktion solcher Elemente durchgeführt wird. Die Druckersteuerung 36 kann auch ansprechend auf Benutzereingaben arbeiten, die durch ein Tastenfeld (nicht gezeigt) geliefert werden, das sich an der Außenseite des Gehäuses 24 befindet. Ein Bildschirm, der mit dem Computerhost gekoppelt ist, kann verwendet werden, um einem Betreiber visuelle Informationen anzuzeigen, wie z. B. den Druckerstatus oder ein spezielles Programm, das auf dem Hostcomputer läuft. Personalcomputer, deren Eingabegeräte, wie z. B. Tastatur und/oder eine Mausvorrichtung und Bildschirme sind alle für einen Fachmann auf diesem Gebiet gut bekannt.
Ein Wagenführungsstab 38 wird durch das Chassis 22 getragen, um einen Tintenstrahlwagen 40 gleitbar zu tragen, für den Verlauf vor und zurück über die Druckzone 25 entlang einer Bewegungsachse 42, die durch den Führungsstab 38 definiert ist. Ein geeigneter Typ von Wagenunterstützungssystem ist in dem U.S.-Patent Nr. 5,366,305 gezeigt, das der Hewlett-Packard Company übertragen ist, der Anmelderin der vorliegenden Erfindung. Ein herkömmliches Wagenantriebssystem kann verwendet werden, um den Wagen 40 anzutreiben, einschließlich eines Positionsrückkopplungssystems, das Wagenpositionssignale an die Steuerung 36 kommuniziert. Beispielsweise können ein Wagenantriebsgetriebe und eine Gleichsignalmotoranordnung gekoppelt sein, um einen Endlosriemen anzutreiben, der auf herkömmliche Weise an dem Stiftwagen 40 befestigt ist, wobei der Motor ansprechend auf Steuersignale arbeitet, die von der Druckersteuerung 36 empfangen werden. Um Wagenpositionsrückkopplungsinformationen an die Druckersteuerung 36 zu liefern, kann ein optischer Codierleser an dem Wagen 40 befestigt werden, um einen Codiererstreifen zu lesen, der sich entlang dem Weg des Wagenverlaufs erstreckt.
Der Wagen 40 wird auch entlang des Führungsstabs 38 in eine Wartungsregion getrieben, wie es im allgemeinen durch den Pfeil 44 angezeigt ist, die im Inneren des Gehäuses 24 positioniert ist. Die Wartungsregion 44 umfaßt eine Wartungsstation 45, die verschiedene herkömmliche Druckkopfwartungsfunktionen liefern kann. Beispielsweise hält ein Wartungsstationsrahmen 46 eine Gruppe von Druckkopfwartungsvorrichtungen, die nachfolgend näher beschrieben sind. In 1 wird ein Speibeckenabschnitt 48 der Wartungsstation so gezeigt, daß er zumindest teilweise durch den Wartungsstationsrahmen 46 definiert ist.
In der Druckzone 25 empfängt das Medienblatt Tinte von einer Tintenstrahlkassette, wie z. B. der Schwarztintenkassette 50 und/oder einer Farbtintenkassette 52. Die Kassetten 50 und 52 werden von Fachleuten auf diesem Gebiet auch häufig als „Stifte" bezeichnet. Der dargestellte Farbstift 52 ist ein Dreifarbenstift, obwohl bei einigen Ausführungsbeispielen ein Satz von einzelnen einfarbigen Stiften verwendet werden kann. Während der Farbstift 52 eine pigmentbasierte Tinte enthalten kann, ist der Stift 52 zu Darstellungszwecken so beschrieben, daß er drei farbstoffbasierte Tintenfarben enthält, wie z. B. Cyan, Gelb und Magenta. Der Schwarztintenstift 50 ist hierin so dargestellt, daß er pigmentbasierte Tinte enthält. Es ist offensichtlich, daß in den Stiften 50, 52 auch andere Tintentypen verwendet werden können, wie z. B. thermoplast-, wachs- oder paraffinbasierte Tinten und auch Hybride oder zusammengesetzte Tinten, die sowohl Farbstoff- als auch Pigmentcharakteristika aufweisen.
Die dargestellten Stifte 50, 52 umfassen jeweils Reservoirs zum Speichern eines Tintenvorrats. Die Stifte 50, 52 weisen Druckköpfe 54 bzw. 56 auf, die jeweils eine Öffnungsplatte mit einer Mehrzahl von Düsen aufweisen, die durch dieselbe gebildet sind, auf eine Weise, die für einen Fachmann auf diesem Gebiet gut bekannt ist. Die dargestellten Druckköpfe 54, 56 sind thermische Tintenstrahldruckköpfe, obwohl andere Druckkopftypen verwendet werden können, wie z. B. piezoelektrische Druckköpfe. Die Druckköpfe 54, 56 umfassen typischerweise eine Substratschicht mit einer Mehrzahl von Widerständen, die den Düsen zugeordnet sind. Auf das Versorgen eines ausgewählten Widerstands mit Energie hin wird eine Gasblase gebildet, um ein Tintentröpfchen von der Düse und auf das Medium in der Druckzone 25 auszustoßen. Die Druckkopfwiderstände werden selektiv mit Energie versorgt, ansprechend auf das Freigeben oder Abfeuern von Befehlssteuersignalen, die durch einen herkömmlichen Multileiterstreifen (nicht gezeigt) von der Steuerung 36 an den Druckkopfwagen 40 geliefert werden können, und durch herkömmliche Verbindungen zwischen dem Wagen und den Stiften 50, 52 an die Druckköpfe 54, 56.
Vorzugsweise liegt die äußere Oberfläche der Öffnungsplatten der Druckköpfe 54, 56 in einer gemeinsamen Druckkopfebene. Diese Druckkopfebene kann als eine Bezugsebene zum Erstellen einer gewünschten Medien-zu-Druckkopf-Beabstandung verwendet werden, die eine wichtige Komponente der Druckqualität ist. Ferner kann diese Druckkopfebene auch als eine Wartungsbezugsebene dienen, mit der die verschiedenen Vorrichtungen der Wartungsstation 45 für eine optimale Stiftwartung eingestellt werden können. Eine ordnungsgemäße Stiftwartung verbessert nicht nur die Druckqualität, sondern verlängert auch die Stiftlebensdauer durch Beibehalten der Gesundheit der Druckköpfe 54 und 56.
Translatorische Wartungsstationsgrundlagen – Erstes Ausführungsbeispiel
2 zeigt schematisch den Betrieb einer grundlegenden translatorischen Wartungsstation 60, die gemäß der vorlie genden Erfindung aufgebaut ist, und die in dem Wartungsstationsrahmen 46 positioniert sein kann. Die Wartungsstation 60 hat eine translierende Plattform oder Palette 62, die linear angetrieben werden kann, unter Verwendung einer Vielzahl unterschiedlicher Antriebsvorrichtungen, wie z. B. einer Zahnstange 64, die entlang der Unterseite der Palette gebildet ist und durch ein Antriebsritzel 65 angetrieben wird. Das Antriebsritzel 65 kann durch eine herkömmliche Motor- und Getriebeanordnung (nicht gezeigt) für eine translatorische Bewegung angetrieben werden, wie es durch einen doppelköpfigen Pfeil 66 angezeigt ist. Die Palette 62 trägt verschiedene Wartungskomponenten, wie z. B. ein Paar von herkömmlichen Wischern 68 und ein Paar von Abdeckungen 69, von denen jedes aus jedem herkömmlichen Material aufgebaut werden kann, das für einen Fachmann auf diesem Gebiet bekannt ist, aber vorzugsweise sind dieselben aus einem nachgiebigen abriebfesten elastomeren Material, wie z. B. Nitrilkautschuk oder noch bevorzugter Ethylenpolypropylendienmonomer (EPDM). Es ist daran zu erinnern, daß 2 lediglich einige Grundkonzepte des Betriebs darstellt, die das Verständnis eines in 3 gezeigten, noch bevorzugteren Ausführungsbeispiels unterstützen.
Die Palette 62 kann auch einen absorbierenden oder nichtabsorbierenden Entleerungs- oder Auswurfstationsabschnitt 70 tragen, der Tinte aufnimmt, die von den Tintenstrahldruckköpfen 54, 56 entleert oder „ausgeworfen" wird. Positioniert entlang einem ausgenommenen Auswurfplattformabschnitt 72 der Palette 60 umfaßt das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Auswurfstation 70 ein absorbierendes Auswurfziel, wie z. B. ein Auswurfkissen 74, das vorzugsweise aus einem porösen absorbierenden Material hergestellt ist. Vorzugsweise ist das Kissen 74 ein benetzbares Polyethylenkompaktmaterial, vorzugsweise ein poröses Kompaktmaterial mit Oberflächen- und chemischen Behandlungen des Polymers, so daß dasselbe durch die Tinte benetzbar ist. Ein geeignetes Kissenmaterial ist im Handel erhältlich unter dem Handelsnamen Poron^TM, hergestellt von der Firma Porex aus Atlanta, Georgia. Alternativ kann das Auswurfkissen 74 aus einem Polyolefinmaterial hergestellt sein, wie z. B. Polyurethan oder polyethylensinterkunststoff, der ein poröses Material ist, das ebenfalls von der Firma Porex hergestellt wird. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Absorption des Kissens 74 durch vorheriges Benetzen des Kissens verbessert, um das Tintenträgermittel oder -lösungsmittel besser durch die Kissenporen zu befördern. Das Kissen 74 kann entweder vor, während oder nach dem Zusammenbau der Palette 62 im voraus benetzt werden, beispielsweise unter Verwendung einer Polyethylen-Glycol-(„PEG"-) Verbindung; das Vorherbenetzen vor dem Zusammenbau wird jedoch bevorzugt. Ein weiteres geeignetes poröses Kissen 74 kann aus einem Sinternylonmaterial bestehen.
Das Auswurfkissen 74 weist eine Außenoberfläche auf, die als Zielfläche 75 dient. Vorzugsweise ist das Kissen 75 während dem Auswerfen in nächster Nähe zu den Druckköpfen 54 und 56 positioniert, beispielsweise in der Größenordnung von 0,5 – 1,0 Millimeter. Diese nächste Nähe ist besonders gut geeignet zum Reduzieren der Menge an in der Luft befindlichem Tintenaerosol. Die Auswurfplattform 72 ist im wesentlichen flach, obwohl eine Kontur für den Auslaß oder für eine Luftzirkulation zum Unterstützen der Verdampfung sinnvoll sein kann. Das dargestellte Auswurfkissen 74 ist von einer im wesentlichen einheitlichen Dicke, daher ist die Zielfläche 75 ebenfalls im wesentlichen flach oder planar in der Kontur, obwohl andere Oberflächenkonturen sinnvoll sein können, wie z.B. eine Reihe von Rillen oder anderen Strukturen, um den Zieloberflächenbereich für die Absorption zu erhöhen.
Um jede Oberflächenansammlung von Tintenrest oder anderen Abriebteilchen von der Zielfläche 75 zu entfernen, kann die Wartungsstation 60 auch eine Auswurfkissenschabervorrichtung 76 umfassen. Der dargestellte Schaber 76 weist eine Tragevorrichtung 78 auf, die ein Klingenbauglied 80 an dem Druckerchassis 22 befestigt. Um die Zieloberfläche 75 mit der Schaberklinge 80 in Eingriff zu bringen, bewegt sich die Palette 62 in der Richtung des Pfeils 66, so daß der Schaber die Zielfläche 75 reinigen kann. Dieser Auswurfabfall wird durch die Schaberklinge 80 in einen Abfluß oder ein Abfall-Loch 82 gedrückt, das durch die Palette 62 gebildet ist, wobei der Abfall durchfällt für die Sammlung in einem Behälter 84 oder einem anderen Aufnahmeelement. Daher stört der Zielschaber 76 die Druckkopfwischer 68 nicht, da die Wischer 68 an der Innenseite des Auswurfkissens 74 angebracht sind.
Ein bevorzugtes Material für die Schaberklinge 80 ist ein nachgiebiges, abriebfreies elastomeres Material, wie z. B. Nitrilkunststoff oder noch bevorzugter Ethylenpolypropylendienmonomer (EPDM), oder andere vergleichbare Materialien, die in der Technik bekannt sind. Ein weiteres bevorzugtes elastomeres Material für die Schaberklinge 80 ist eine Polypropylenpolyethylenmischung (in einem Verhältnis von etwa 90:10), wie z. B. diejenige, die unter dem Handelsnamen „Ferro 4" verkauft wird, von der Firma Ferro, Filled und Reinforced Plastics Division, 5001 O'Hara Drive, Evansville, Indiana 47711. Dieses Ferro 4 Elastomer ist ein relativ hartes Material, das nicht so elastisch ist wie typische EPDM-Wischerklingen. Das Ferro 4 Elastomer hat sehr gute Abnutzungseigenschaften und eine gute chemische Kompatibilität mit einer Vielzahl unterschiedlicher Tintenzusammensetzungen. Geeignete Durometer (Shore-Skala A) für die Wischerklinge 80 können von 35 bis 100 reichen. Bei einigen Implementierungen können harte Schaber, wie z. B. aus einem Kunststoff wie Nylon, für das Reinigen des Zielkissens 75 geeignet sein. In der Tat ist ein Schaber, der aus Stahldraht gebildet ist, nicht nur unaufwendig, sondern ermöglicht es auch, daß verkrustete Tinte ohne weiteres von dem Schaber abgebrochen wird.
Um die Wischer 68 und die Abdeckungen 69 in Eingriff mit den Druckköpfen 54 und 56 zu bringen, wird die Palette 62 in der Richtung des Pfeils 66 bewegt, wobei die abgedeckte Position in 2 gezeigt ist. Das Paar von Abdeckungen 69 ist an der Palette 62 befestigt, unter Verwendung eines Druckkopfs und/oder Wageneingriffnahmeabdeckungsanhebungsmechanismus, der einen federvorgespannten Schlitten 85 umfaßt. Der Schlitten 85 ist durch zwei Paare von Verbindungen 86 und 88 mit der Palette 62 gekoppelt, für eine Gesamtzahl von vier Verbindungen, jede mit der Palette 62 und dem Schlitten 85. Von den vier Verbindungen sind nur die zwei in 2 sichtbar, wobei die verbleibenden zwei Verbindungen durch die zwei gezeigten Verbindungen verdeckt sind. Der Schlitten 85 kann durch ein Vorspannungsbauglied, wie z. B. ein Federelement 90 in die abgesenkte Position vorgespannt sein, die in 2 in gestrichelten Linien gezeigt ist.
Wenn der Wagen 40 die Stifte 50, 52 im wesentlichen über der Wartungsstation 60 positioniert hat, treibt das Antriebsritzel 65 die Palette 62 über das Zahnrad 64, bis die Arme 92, die sich von dem Schlitten 85 nach oben erstrecken, entweder den Körper der Stifte 50, 52 oder den Wagen 40 in Eingriff nehmen. Das Antriebsritzel 65 treibt die Palette 62 weiter nach rechts, wie es in 2 gezeigt ist, was bewirkt, daß der Schlitten 82 von der Palette nach oben ansteigt, die Feder 90 ausdehnt, bis die Abdeckungen 69 die jeweiligen Druckköpfe 54, 56 in Eingriff nehmen. Obwohl die Paare von Verbindungen 86, 88 in 2 in einer aufrechten Position zum Abdecken gezeigt sind, ist es offensichtlich, daß eine abgewinkelte Ausrichtung bezüglich der Palette 62 bei einigen Implementierungen auch sinnvoll sein kann, beispielsweise um leichte Höhenunterschiede der Druckköpfe 54, 56 unterzubringen.
Somit kann das Antriebsritzel 65 die Palette 62 über die Zahnstange 64 in die Richtung des Pfeils 66 rückwärts und vorwärts treiben, um die Palette 62 in verschiedene Positionen zu positionieren, um die Druckköpfe 54, 56 zu warten. Um die Druckköpfe zu wischen, wird die Plattform vorzugsweise vor- und zurückbewegt (Vorder- zu Rückseite des Druckers 20). Um durch die Düsen auszuwerfen, um Blockierungen zu reinigen oder Temperaturanstiege und dergleichen zu überwachen, wird die Plattform in eine Düsenreinigungsposition bewegt, wo sich das Auswurfziel 75 unter den Druckköpfen befindet. Die Abdeckungsbewegung der Plattform ist oben beschrieben. Um etwaige Tintenreste von der Oberfläche des Auswurfziels 75 zu entfernen, wird die Palette 62 bewegt, bis das Ziel 65 durch die Klinge 80 und in den Behälter 84 geschabt wird. Falls notwendig, kann die Palette 62 vor- und zurückbewegt werden, um das Ziel 75 abzuschaben.
Translatorische Wartungsstation – Zweites Ausführungsbeispiel
3 stellt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines translatorischen Wartungsstationssystems 100 dar, das gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist. Hier umfaßt der Wartungsstationsrahmen 46 ein Basisbauglied 102, das an dem Druckerchassis 22 befestigt sein kann, beispielsweise unter Verwendung eines Druckknopfs, einer Niete, einer Schraube oder einer anderen Halterungsvorrichtung, die durch ein geschlitztes Loch 103 eingefügt wird, das durch einen Vorderabschnitt der Basis 102 definiert ist. Um die Erhöhung der Druckkopfwartungskomponenten einzustellen, kann ein Einstellungsmechanismus (nicht gezeigt) verwendet werden, um den Rahmen in Eingriff zu nehmen, beispielsweise unter Verwendung eines Paares von Stützen, die sich von jeder Seite der Rahmenbasis 102 nach außen erstrecken, wie z. B. die Stütze 104. Wie es nachfolgend näher beschrieben ist, dient die Rahmenbasis 102 vorteilhafterweise auch als das Speibecken 48, wie es in 1 gezeigt ist.
Das Chassis 22 oder noch bevorzugter die Außenseite der Basis 102, kann verwendet werden, um einen herkömmlichen Wartungsstationsantriebsmotor zu tragen, wie z. B. einen Schrittmotor 105. Vorzugsweise weist der Motor 105 obere und untere Befestigungspunkte auf, wobei die obere Befestigung an der Rahmenbasis 102 befestigt ist, unter Verwendung eines Klammerbauglieds 106, das sich von der Außenseite der Basis 102 nach außen erstreckt. Die Basis 102 kann auch einen Vorsprung oder eine andere Halterungsvorrichtungsaufnahmestruktur umfassen, die sich hier nach außen von der Außenseite erstreckt, um eine Halterung aufzunehmen, wie z. B. die Schraube 107, die die untere Motorbefestigung an der Basis 102 befestigt. Der Schrittmotor 105 ist wirksam in Eingriff, um ein erstes Übertragungsgetriebe 108 anzutreiben, unter Verwendung von einem oder mehreren Reduktionsgetrieben, Riemen oder anderen Antriebseinrichtungen, die für einen Fachmann auf diesem Gebiet bekannt sind, hier ist er gezeigt, wie er ein zweites Übertragungsgetriebe 109 antreibt. Sowohl das erste als auch das zweite Übertragungsgetriebe 108, 109 sind vorzugsweise an Stützen befestigt, die sich von der Außenseite der Basis 102 erstrecken. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird das Getriebe 109 zuerst an der Basis 102 angeordnet, gefolgt von dem Getriebe 108, das einen Abschnitt aufweist, der eine Achsenverlängerung des Getriebes 109 überlappt. Der Motor 105 überlappt dann eine Achsenverlängerung des Getriebes 108. Wenn der Motor 105 durch die Klammer 106 und die Halterung 107 an der Basis 102 befestigt ist, verwendet dieses Überlappungsschema den Motor 105 zum Befestigen der Getriebe 108 und 109 an die Basis 102, ohne getrennte Stifte, Schnappringe oder andere Halter zu benötigen, um die Getriebe 108, 109 in Position zu halten. Um schließlich den Wartungsstationsrahmen 46 zu vervollständigen, wird ein oberer Abschnitt oder eine Haube 110 des Rahmens 46 an der Rahmenbasis 102 befestigt, vorzugsweise unter Verwendung von Schnapphaken 111 und sich verjüngenden Führungen 112.
Das Übertragungsgetriebe 109 nimmt eines von einem Paar von Antriebsgetrieben 114 einer Spindelritzelantriebsgetriebeanordnung 115 in Eingriff. Das Paar von Ritzelgetrieben 140 befindet sich entlang gegenüberliegenden Seiten des Wartungsstationsrahmens 102 und ist durch einen Achsenab schnitt 116 miteinander gekoppelt. Die Achse 116 des Spindelritzelgetriebes 115 wird durch ein Paar von Lagerbefestigungen getragen, wie z. B. der Lagerbefestigung 117 in 3, die gezeigt ist, wie sie sich von dem Inneren der Rahmenbasis 102 erstreckt. Das Paar von Getrieben 114 nimmt jeweils jeweilige Paare von Zahnstangen 118 in Eingriff (4 und 8 – 9), die entlang einer unteren Oberfläche einer translatorisch beweglichen Palette 120 gebildet sind, um die Palette in den Richtungen zu bewegen, die durch den doppelköpfigen Pfeil 66 angezeigt ist.
4 stellt die Art und Weise zum Tragen und Ausrichten der Palette 120 mit der Basis 120 und der Haube 110 des Wartungsstationsrahmens 46 dar. Die Palette 120 weist eine Innenseite 122 auf, die der Druckzone zugewandt ist, und eine Außenseite 124, die der rechten Seite des Druckers 20 zugewandt ist, wie es in 1 gezeigt ist. Die Innenseite 122 weist eine geteilte Führungsschiene auf, die ein Paar von Schienensegmenten 126 umfaßt, und die Außenseite 124 weist eine fortlaufende Führungsschiene 128 auf. Die Führungsschienen 126, 128 verlaufen in einem Paar von Spuren 130, die durch die Schnittstelle der Rahmenbasis 102 und der Haube 110 definiert sind, wobei die Außenspur 130 mit der Führungsschiene 128 in 4 in Eingriff gezeigt ist (siehe 10 für die Innenspur 130, die mit der Schiene 126 in Eingriff ist). Um die Gleitaktion der Palette 120 ruhiger zu machen, werden bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel die Schienen an zwei (oder mehr) Kontaktpunkte getragen, anstatt daß die gesamten Schienen 126, 128, die Spuren 130 überqueren. Hier haben die unteren Oberflächen jedes Segments der Führungsschiene 126 einen kleinen Tragesteg 132, der auf derselben gebildet ist, und die untere Oberfläche der langen äußeren Führungsschiene 128 weist ein ähnliches Paar von Tragestegen auf, die auf derselben gebildet sind, vorzugsweise an jedem Ende der Führungsschiene 128. Wenn somit die Palette 120 in der Spur 130 gleitet, wird dieselbe durch diese vier Punkte 132 getragen, und nicht durch die gesamte Länge der Führungs schienen 126, 128, was vorteilhafterweise die Bindung verhindert und reibungsmäßig induziertes Rauschen minimiert.
Um die Wartungsstationskomponenten in der X-Richtung auszurichten, wie es durch die XYZ-Koordinatenachse 134 in 1 und 4 gezeigt ist, ist die Paletteninnenseite 122 mit einem Paar von Vorspannungsbaugliedern ausgestattet, wie z. B. Federarmen 135, die jeweils eine Kontaktoberfläche 136 aufweisen, die sich nach außen über die Führungsschienen 126 hinaus erstreckt, wenn dieselben auseinandergebaut sind. Wenn die Palettenführungsschienen 126, 128 in die Spuren 130 eingefügt werden, drücken die Federarmkontakte 136 gegen die Innenführungsspur 130, um die Außenseite der Palette 120 zu der Außenspur 130 zu zwingen, d. h. zu der positiven X-Richtung und vorteilhafterweise in die Eingriffnahme mit X-Achsen-Ausrichtungsmerkmalen.
Für die X-Achsen-Ausrichtung hat die Außenseite der Palette 120 zwei X-Ausrichtungsmerkmale, die sich von derselben erstrecken, insbesondere ein Abdeckungs-X-Merkmalsteg 138 und ein Wischer-X-Merkmalsteg 140. In 4 ist die Wischer-X-Merkmalsrippe 140 in Eingriff mit einer X-Ausrichtungsmerkmalsplatte 142 einer Palette gezeigt, die entlang einer Innenwand der Rahmenhaube 110 gebildet ist. Während sich die Palette zum Abdecken nach vorne bewegt (negative Y-Richtung), wie es nachfolgend näher beschrieben ist, kommt der Abdeckungs-X-Merkmalsteg 138 in Eingriff mit der Merkmalsplatte 142. Man kann sich fragen, wie ein einzelner Palettenkontaktpunkt 138 oder 140 mit dem Haubenmerkmal 122 eine ordnungsgemäße Ausrichtung liefern kann, ohne in der Palette 120 ein Drehmoment um die Z-Achse zu erzeugen. Vorteilhafterweise wird durch die Eingriffnahme der dualen Getriebe 114 des Spindelritzels 115 mit dem Paar von Zahnstangen 118, die entlang sowohl der Innen- als auch Außenunterseite der Palette positioniert sind, ein Anti-Drehmomentmerkmal geliefert. Das Ineinandergreifen der dualen Zahnstangen- und Spindelritzelgetriebe 118, 114 verhindert jede Drehung der Palette 120 um die Z-Achse.
Vorzugsweise ist die Palettenausrichtungsmerkmalsplatte 142 etwa in einer Reihe mit den Druckköpfen 54, 56 positioniert. Um die Druckköpfe 54, 56 mit den Wartungskomponenten auszurichten, weist die Rahmenhaube 110 auch einen Wagen-X-Merkmalsausrichtungsvorsprung 144 auf, der vorzugsweise benachbart zu der Palettenmerkmalsplatte 142 ist. Vorzugsweise sind die Paletten- und Wagenausrichtungsmerkmale 142, 144 integral mit der Haube 110 gebildet. Durch Plazieren der Paletten- und Wagenmerkmale 142, 144 in der gleichen allgemeinen Position ist die Genauigkeit der X-Achsen-Ausrichtung der Druckköpfe 54, 56 mit den Komponenten der Wartungsstation 45 im Vergleich zu früheren Entwürfen wesentlich verbessert, die die Ausrichtungsmerkmale außerhalb der Wartungsstation plazierten.
Ein weiteres eindeutiges Wagenausrichtungsmerkmal wird durch einen Wagenverriegelungsarm 145 geliefert, der sich von der inneren Rückseite der Palette 120 nach oben erstreckt. Wenn der Druckkopfwagen 40 in der Wartungsregion 44 ist, wird die Palette 120 vorwärts bewegt, bis der Wagenverriegelungsarm 145 Eingriff nimmt und einen Teil des Wagens befestigt. Vorteilhafterweise erfaßt der Wagenverriegelungsarm 145 sicher den Wagen 40 in der Wartungsregion, ob die Stifte 50, 52 installiert sind oder nicht. Für den Transport durch den Verbraucher ist keine getrennte Benutzerintervention zum Bewegen eines Verriegelungshebels wie bei den früheren Druckern erforderlich. Ferner sind zusätzliche Materialkosten und Herstellungsschritte im Zusammenhang mit der Verwendung von Verpackung oder Haltematerial und -band, um den Wagen in Position zu halten, nicht mehr erforderlich. Dies liefert ebenfalls einen Vorteil für den Kunden, weil dieses Verpackungsmaterial, die Blockierung und das Band nicht mehr entfernt werden muß, bevor der Kunde mit dem Drucken beginnen kann. Somit nähert sich der Drucker 20 einem gewünschten Ziel eines „Plug and Play"-Entwurfs, der wenig oder keine Aufmerksamkeit durch den Verbraucher zwischen Verkauf und Verwendung benötigt (außer dem Entfernen des Druckers von der Schachtel).
Die Wartungsstationspalette 120 umfaßt außerdem ein Z-Achsen-Ausrichtungsmerkmal 146, wie die sich nach oben erstreckende Z-Achsen-Merkmalsstütze 146. Während des ersten Zusammenbaus kann eine Sonde auf der oberen Oberfläche des Merkmals 146 positioniert sein, und das hintere Ende der Wartungsstationsbasis 102 kann nach Wunsch erhöht oder abgesenkt sein, durch Ineingriffnahme der Z-Achsen-Ausrichtungsstützen 104. Vorteilhafterweise kann diese Einstellung gleichzeitig durchgeführt werden, wenn der Druckkopf-zu-Medien-Abstand gemessen und eingestellt wird, und bei einigen Implementierungen können diese Messungen unter Verwendung des gleichen Werkzeugs durchgeführt werden. Es ist offensichtlich, daß eine Vielzahl unterschiedlicher Mechanismen, die für einen Fachmann auf diesem Gebiet bekannt sind, verwendet werden können, um das hintere Ende der Wartungsstationsbasis 102 zu erhöhen und zu senken, nachdem es an dem Chassis 22 an dem Schlitz 103 befestigt wurde. Es ist auch offensichtlich, daß andere Einrichtungen verwendet werden können, um die ordnungsgemäße Beabstandung zwischen den Wartungsstationsvorrichtungen und den Druckköpfen zu liefern, wie z. B. dadurch, daß der Druckkopf den Druckkopfwagen und/oder den Wagenführungsstab 38 einstellt.
Die Palette 120 umfaßt einen Wischerträger 148, der vorzugsweise zu dem Vorderende der Palette hin positioniert ist. Entlang der oberen Oberfläche des Wischerträgers 148 sind Schwarz- und Farbdruckkopfwischeranordnungen 150, 152 befestigt, zum orthogonalen Wischen der Öffnungsplatten der jeweiligen Schwarz- und Farbdruckköpfe 54, 56. 5 zeigt die Einzelheiten der Schwarzdruckkopfwischeranordnung 150, die durch die Plattform 148 getragen wird. Der dargestellte Schwarztintenwischer 150 ist entworfen, um den Schwarz druckkopf 54 effizient zu reinigen, durch Verwenden zweier aufrecht voneinander beabstandeter zueinander paralleler Klingenabschnitte 154 und 156, die bei jeweils spezielle Spitzenkonturen aufweisen. Die in 3 und 4 gezeigte Farbtintenwischeranordnung 152 kann auch zwei voneinander beabstandete, zueinander parallele aufrechte Klingenabschnitte 158 und 160 zum Wischen des Farbstifts 52 aufweisen, die beispielsweise drei farbstoffbasierte Tinten Cyan, Magenta und Gelb enthält. Die Wischerklingen 154 – 160 können auf jede herkömmliche Weise mit der Plattform 148 verbunden sein, wie z. B. durch Verbinden mit Haftmitteln, Schallschweißen oder noch bevorzugter durch Spritzgießtechniken (Onsert-Molding), wo sich die Basis der Wischerklinge durch Löcher erstreckt, die in der Plattform 148 gebildet sind. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Wischerklingen 154 – 160 jeweils aus einem abriebfreien nachgiebigem Material, wie z. B. einem Elastomer oder einem Kunststoff, einem Nitrilkautschuk oder einem anderen kautschukartigen Material, aber vorzugsweise aus einem Ethylenpolypropylendienmonomer (EPDM) oder einem anderen vergleichbaren Material, das für einen Fachmann auf diesem Gebiet bekannt ist.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel enthält der Schwarzstift 50 eine pigmentbasierte Tinte, die einen klebrigen Rest erzeugt, der unter Verwendung eines herkömmlichen Wischers, wie er in dem obigen Hintergrundabschnitt beschrieben ist, nicht gewischt werden kann. Jede der Schwarzwischerklingen 154 und 156 endet an ihrem distalen Ende in einer Wischspitze. Vorzugsweise weisen die Wischspitzen eine gabelförmige Geometrie auf, wobei die Anzahl von Gabelzinken gleich ist der Anzahl von linearen Düsenarrays auf einem entsprechenden Druckkopf, hier zwei Gabelzinken für die beiden linearen Düsenarrays des Druckkopfs 54. Somit weisen die Wischerklingen 154, 156 jeweils ein Paar von Wischeroberflächen 162, 164 auf, die durch einen ausgenommenen flachen Vorsprungsabschnitt 166 getrennt sind. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist jede der Wischerspitzen 162, 164 an ihren Außenseiten ebenfalls von ausgenommenen flachen Vorsprungsabschnitten 168, 170 flankiert.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel haben sowohl die Farbwischerklingen 158, 160 als auch die Wischerspitzen 162, 164 der schwarzen Klingen 154, 156 jeweils eine äußere abgerundete Kante 172 benachbart zu den Außenoberflächen der Klingen. Gegenüber jeder abgerundeten Wischkante 172 können die Wischspitzen der Klingen 154 – 160 winkelförmig enden, oder noch bevorzugter in einer scharfen Kante 174 benachbart zu den Innenoberflächen der Klingen. Die abgerundeten Spitzen 152 tragen dazu bei, einen Kapillarkanal zwischen der Klinge und der Düsenöffnungsplatte zu bilden, um Tinte von den Düsen zu saugen, während sich die Wischer orthogonal entlang der Länge der Düsenarrays bewegen. Diese gesaugte Tinte wird durch die abgerundete Ecke 172 der vorderen Wischerklinge zu der nächsten Düse in dem Array gezogen, wo dieselbe als ein Lösungsmittel wirkt, um einen getrockneten Tintenrest aufzulösen, der sich an der Druckkopfvorderplatte angesammelt hat. Die abgewinkelte Kante 174 der hinteren Wischerkante schabt dann den aufgelösten Rest von der Druckkopfvorderplatte. Das heißt, wenn sich die Plattform zu der Rückseite des Druckers zurückzieht (in den Ansichten von 4 und 5 nach links), sind die Schwarzklinge 154 und die Farbklinge 158 die vorderen Klingen, die mit ihren abgerundeten Kanten 172 Tinte saugen, während die Klingen 156 und 160 die hinteren Kanten sind, die mit ihren abgewinkelten Kanten 174 den Rest abschaben. Die Ausnehmungen 166, 168 und 170 dienen als Austrittskanäle für den aufgestauten Tintenrest, der während dem Wischtakt von den Düsenarrays wegbewegt wird.
Der Farbwischer 152 kann wie oben für den Schwarzwischer 150 beschrieben aufgebaut sein, aber vorzugsweise ohne die Austrittsausnehmungen 166, 168, 170. Statt dessen weisen die Farbwischerklingen 158, 160 jeweils gebogene Oberflächen entlang ihrer gesamten Außenbreite auf, wie es für die Kante 172 an den Schwarzwischerklingen 154, 156 gezeigt ist. Die Farbwischerklingen 158, 160 weisen jeweils eine einzelne abgewinkelte Wischkante entlang ihrer Innenoberflächen auf, wie es für die abgewinkelte Reinigungskante 174 der Schwarzwischerklingen gezeigt ist.
Der Zweckmäßigkeit halber werden hierin alle Schwarzwischerkanten 154, 156 und Farbwischerklingen 158, 160 gemeinsam als Wischer 150, 152 bezeichnet, es sei denn, dies ist anders angemerkt.
Einige der früheren Wischsysteme, die oben im Hintergrundabschnitt beschrieben sind, wischten über die Öffnungsplatte und über Bereiche benachbart zu der Öffnungsplatte, und schmierten Tinte entlang der gesamten unteren Oberfläche des Druckkopfs. Andere wischten nur die Druckkopföffnungsplatte und ignorierten Regionen an den Seiten der Öffnungsplatte. Wie es in 6 gezeigt ist, weist die Farbkassette 52 einen breiteren Körper auf als die Schwarzkassette 50. Die Seiten der Farbkassette 52 erstrecken sich gerade nach unten zu dem Druckkopfbereich, so werden zwei breite flache Vorsprünge oder Seitenflächen 176 und 178 an jeder Seite der Druckkopföffnungsplatte 56 gebildet. In den früheren Druckern, die diese Art von Kassette verwendeten, blieben diese Seitenflächen 176, 178 ungewischt. Leider sammelten die Seitenflächen 176, 178 gelegentlich Tintenteilchen oder Reste an, und dann Staubteilchen, Papierfasern und andere Abriebteilchen, die an diesem Rest klebten. Wenn er nicht abgewischt wird, konnte diese Seitenflächenabriebteilchen dann während dem Drucken über die Seite gezogen werden. Falls sich ausreichend Abriebteilchen angesammelt hatten, konnten dieselben tatsächlich die gedruckte Tinte verschmieren und die Druckqualität verschlechtern.
Um das Seitenflächenabriebteilchenthema zu adressieren, umfaßt die translierende Wartungsstation 100 äußere und innere Seitenflächenwischbauglieder, die von ihren Entwick lern mit dem Spitznamen „Schlammklappen" 180, 182, bezeichnet werden, die in 6 gezeigt sind. Die Schlammklappen 180, 182 können aus dem gleichen elastomeren Material aufgebaut sein wie die Wischer 150, 152. In der Tat beschleunigt die Verwendung eines einzigen Elastomertyps für sowohl die Wischer 150, 152 als auch die Schlammklappen 180, 182 den Herstellungsprozeß, weil die Wischer und Schlammklappen dann in einem einzigen Formschritt gebildet werden können. Obwohl die Wischerklingen eine gebogene äußere Oberfläche 172 aufweisen, ist die bevorzugte Spitze für die Schlammklappen 180, 182 rechteckig im Querschnitt, und weist vordere und hintere abgewinkelte Wischkanten auf, ähnlich wie die in 5 gezeigte Kante 174.
Um Tintenrest von den Spitzen der Wischer 150, 152 und den Schlammklappen 180, 182 zu entfernen, umfaßt die Wartungsstationshaube 110 vorteilhafterweise einen Wischerschaberstab 185, wie er in 3 gezeigt ist. Der Schaberstab 185 weist eine untere Kante auf, die niedriger ist als die Spitzen der Wischer 150, 152 und der Klappen 180, 182. Wenn die Palette 120 in eine Vorwärtsrichtung bewegt wird, treffen somit die Wischer 150, 152 und die Klappen 180, 182 den Schaberstab 185 und schieben vorteilhafterweise alle überschüssige Tinte an den Innenoberflächen der Vorderabschnitte der Haube 110 und der Basis 102 weg. Dieser eingebaute Wischerschaber 185 ist sehr viel ökonomischer als die früheren Mechanismen, die aufwendige Nockenmechanismen, komplizierte Schaberarme und Löscherkissen erforderte, um überschüssige Flüssigkeiten von den Tinten zu absorbieren. Während dem Abdecken (9) werden die Wischer und Schlammklappen unter der vorderen Ummantelung der Haube 110 versteckt, was dieselben für einen Betreiber unzugänglich macht. Wenn daher der Drucker ausgeschaltet ist, kann ein Betreiber sich nicht schmutzig machen durch unbeabsichtigtes Berühren der Wischer und Schlammklappen, weil dieselben vor einer Berührung versteckt sind, und auch vor Schäden geschützt sind.
Es ist klar, daß die Wischer 150, 152 und Schlammklappen 180, 182 direkt auf die Palettenwischerstütze 148 gegossen sein können oder unter Verwendung einer Vielzahl von Verfahren, die für einen Fachmann auf diesem Gebiet klar sind, anderweitig befestigt sein können. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Wischer und Schlammklappen in ein Blech eingefügt, wie z. B. Federstahl, der gebogen und geformt werden kann, um eine entfernbare Wischerbefestigung 190 zu liefern, die in 6 gezeigt ist. Die Wischerbefestigung 190 kann als ein langer Streifen aus rostfreiem Federstahl beginnen, der zuerst in einen flachen Zustand gestanzt wird, um mehrere der Merkmale seines Endaufbaus zu definieren, einschließlich einer Reihe von Löchern, die sich in der Region unter den Wischern und den Schlammklappen durch den Streifen erstrecken. Diese Löcher werden verwendet, um die Wischer 150, 152 und die Schlammklappen 180, 182 in die obere Oberfläche der Befestigung 190 einzufügen.
In der Tat kann eine Reihe von Wischerbefestigungen 190 entlang einem einzigen Streifen aus Blech gebildet werden, so daß mehrere Sätze von Wischern und Klappen in einem einzigen Schritt eingefügt werden können. Bei einer oder mehreren Fertigstellungsoperationen werden alle diese einzelnen Befestigungen voneinander getrennt, ihre Seiten werden nach unten gebogen, um an jedem Ende Ohren 192 und Eingriffnahmevorsprünge 194 mit Schlitzen 196 durch dieselben zu bilden. Die Verwendung von Federstahl ermöglicht es, daß sich die Vorsprünge 194 über ein Paar von Palettenbefestigungsohren 198 nach außen erstrecken, die sich von dem Wischerträger 148 nach vorne und hinten erstrecken. Die Haken 198 werden dann in den Schlitzen 196 aufgenommen, um die Wischerbefestigung 190 an dem Palettenwischerträger 148 zu befestigen, wie es in 4 gezeigt ist.
Die andere Hauptkomponente, die durch die Palette 120 getragen wird, ist die Abdeckungsanordnung 200, die eine anhebbare Abdeckungstrageplattform oder Schlitten 202 umfaßt. Wie es in 4 gezeigt ist, hat der Abdeckungsschlitten 202 zwei sich nach oben erstreckende Ausrichtungs- oder Kontaktarme 204 und 206, die konfiguriert sind, um den Druckkopfwagen 40 in Eingriff zu nehmen, um die Abdeckung zu ermöglichen, wie es nachfolgend näher beschrieben ist. Die Abdeckungsanordnung 200 weist Schwarz- und Farbabdeckungen 210, 212 auf, zum Abdecken der jeweiligen Schwarz- und Farbdruckköpfe 54, 56. Die Abdeckungen 210, 212 können auf jede herkömmliche Weise mit dem Schlitten 202 verbunden werden, wie z. B. durch Verbinden mit Haftmitteln, Schallschweißen oder noch bevorzugter durch Spritzgießtechniken. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel können die Abdeckungen 210, 212 aus einem abriebfreien nachgiebigen Material sein, wie z. B. einem Elastomer oder Kunststoff, einem Nitrilkautschuk oder einem anderen kautschukartigen Material, aber noch bevorzugter sind die Abdeckungen 210, 212 aus einem Ethylenpolypropylendienmonomer (EPDM) oder einem vergleichbaren Material, das für einen Fachmann auf diesem Gebiet bekannt ist.
7 stellt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Abdeckungsanordnung 214 dar, die gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, die hier so gezeigt ist, daß sie eine Mehrstegschwarzdruckkopfabdeckung 210 umfaßt. Um gedruckte Druckkopiebilder mit höherer Auflösung zu liefern, haben sich jüngste Neuerungen bei der Druckkopftechnologie auf das Erhöhen der Düsendichte konzentriert, wobei die Pegel nun in der Größenordnung von 300 Düsen pro Druckkopf sind, ausgerichtet in zwei 150-Düsen-Lineararrays für den Schwarzstift 50. Diese Erhöhungen bei der Düsendichte ergeben Beschränkungen bei der Druckkopfsiliziumgröße, bei Stift-zu-Papierabstandsüberlegungen und Medienhandhabungsbeschränkungen haben alle die Menge an Platz beschränkt, die zum Abdecken an der Stiftfläche verbleibt. Obwohl der Druckkopf und die flexible Schaltung von herkömmlicher Art sein können, erfordert die erhöhte Düsendichte die Optimierung einer Abdeckungsleistungsfähigkeit, einschließlich dem Abdichten in häufig unebenen Abdichtungsbereichen. Bei spielsweise ist die Druckkopfdüsenoberfläche 54 an jedem Ende durch zwei Endkugeln 215 aus einem Einkapselungsmaterial verbunden, wie z. B. einem Epoxid- oder Kunststoffmaterial, das die Verbindung zwischen einer herkömmlichen flexiblen Schaltung und dem Druckkopf abdeckt, in dem sich die Tintenabfeuerungskammern und Düsen befinden. Die schützenden Endwülste 215 besetzen einen so großen Teil des Gesamtdruckkopfbereichs, daß das Bereitstellen einer positiven, im wesentlichen feuchtigkeitsundurchlässigen Abdichtung um die Druckkopfdüsen unter Verwendung eines herkömmlichen einzelnen Abdichtungsstegs oder Lippe, wie z. B. der einzelnen Lippe der Farbabdeckung 212 (3 und 4), schwierig ist. Abgesehen von dem Mehrstegmerkmal gilt die folgende Beschreibung der Schwarzabdeckungsanordnung einschließlich der Schlittenbefestigung und der Lüftungsmerkmale in der Tat gleichermaßen für die Farbabdeckung 212.
Um die ungleichen Endwülste 215 abzudichten, weist die Schwarzabdeckung 210 vorzugsweise eine Lippe auf, die benachbarte mehrere oder redundante Kontaktregionen umfaßt, wie z. B. Mehrfachstegabdeckungszonen 216 und 218. Die dargestellten Mehrstegabdeckungsbereiche 216, 218 weisen zwei oder mehr im wesentlichen parallele Stege oder Kuppen auf, hier sind dieselben mit drei Stegen 220, 222 und 224 gezeigt, die durch zwei Mulden oder Talabschnitte 225, 226 getrennt sind. Entlang der longitudinalen Lippenregionen parallel zu den linearen Düsenarrays weist die Schwarzabdeckung 230 zwei Einzelstegabdichtungsoberflächen 228 auf. Der Mehrfachstegabdeckungsbereich 218 ist in 7 gezeigt, wie er die Stiftfläche 54 über dem Endwulst 215 abdichtet, durch Komprimieren des Zwischenstegs 220 um mehr als die anderen beiden Kuppen. Diese breiten Abdichtungsregionen 216, 218 dichten auch über Tintenrest oder anderen Abriebteilchen ab, die sich auf der Stiftfläche 54 gesammelt haben.
Die Abdeckungsanordnung 214 umfaßt auch eine Kammerlüf^tungsabdeckung oder Anschlagvorrichtung 230, die in einer Ausnehmung 232 sitzt, die entlang der Unterseite des Abdeckungsschlittens 202 gebildet ist. Die Lüftungsabdeckung 230 ist vorzugsweise aus einem Santoprene^® Kautschuk, der durch die Monsanto Company, Inc. verkauft wird, oder eine andere tintenanziehende nachgiebige Verbindung, die strukturell äquivalent dazu ist, wie es für einen Fachmann auf diesem Gebiet bekannt ist. Vorzugsweise ist der Abdeckungsschlitten 202 aus einem Polysulfonkunststoff oder einem anderen strukturell äquivalenten Kunststoff, der für einen Fachmann auf diesem Gebiet bekannt ist. Wenn sie gegen die Druckkopfoberfläche abgedichtet sind, definieren die Stege 220, 222, 224 und 228 eine Hauptabdichtungsabdeckungskammer oder einen Hohlraum 234, die/der in Fluidkommunikation mit einem Lüftungsloch 235 ist, das durch den Schlitten 202 definiert ist.
Die Lüftungsabdeckungsausnehmung 232 umfaßt eine Druckausgleichsrille oder einen Lüftungskanal 236, der entlang der Unterseite des Abdeckungsschlittens 202 gebildet ist. Der Kanal 236 liefert einen Druckausgleichslüftungskanal von der Hauptabdichtungskammer 234 zu der Atmosphäre, wenn die Lüftungsanschlagvorrichtung 230 installiert ist. Um die Druckdämpfung während dem Abdecken zu unterstützen, definiert die Anschlagvorrichtung 230 auch eine Dämpfungskammer 238. Die Dämpfungskammer 238 ist in Kommunikation mit der Abdeckungskammer 234 über das Lüftungsloch 235 und den Kanal 236, der einen Austrittskanal für Luft liefert, die während dem Abdecken zwischen dem Druckkopf 54 und der Abdeckung 210 gefangen ist. Wenn dieselbe während ausgedehnten Perioden von Druckerinaktivität abgedeckt ist, verhindert der Lüftungskanal 236 die Druckkopfentleerung, indem er es ermöglicht, daß ein gleicher Druck zwischen der Abdeckungskammer 234 und der Umgebung beibehalten wird, selbst während Änderungen bei dem Barometerdruck, der Temperatur und dergleichen.
Um das Ziehen von Tinte durch den Kanal 236 zu unterstützen, weist die Lüftungsanschlagvorrichtung 230 einen Aus laßstab 240 auf, der aus den gleichen Materialen gebildet ist wie der Hauptkörper der Anschlagvorrichtung 230. Das Verstopfen des Lüftungskanals 236 durch Tintenansammlungen wird vermieden durch Verwenden einer Santopren^® oder anderen tintenanziehenden Zusammensetzung für die Lüftungsanschlagvorrichtung 230. In den Bereichen, wo die Anschlagvorrichtung 230 auf den Schlitten 202 trifft, werden kleine Kanäle gebildet, die durch Kapillaraktion alle angesammelte Tinte aus dem Kanal 236 ziehen. Durch kapillares Ziehen füllt die gesaugte Tinte die spitzen Ecken und kleinen Zwischenräume, wo die Anschlagvorrichtung 230 auf den Schlitten 202 trifft, wie z. B. an dem Zwischenraum 242.
Vorzugsweise sind die Abdeckungen 210 und 212 in den Schlitten 202 eingefügt, unter Verwendung einer Mehrzahl von Spritzgußlöchern, wie z. B. dem Loch 244, das durch den Schlitten 202 gebildet ist, und mit einem Abschnitt des Abdeckungsmaterials in einer Stöpselform 246 gefüllt ist. Vorzugsweise steht eine Gußlaufrille 248 von der oberen Oberfläche des Schlittens 202 nach oben vor und verläuft zwischen den Spritzgußlöchern 244 unter den Abdeckungslippen zum Unterstützen der Haftung der Abdeckungen 210, 212 an dem Schlitten 202. Außer dem Mehrsteglippenmerkmal gilt die obige Beschreibung der Schwarzabdeckungsanordnung 214, die die Schlittenbefestigung und Lüftungskonstruktion umfaßt, gleichermaßen für die Farbabdeckung 212.
In 4 und 8 – 9 ist ein Verfahren zum Koppeln des Schlittens 202 mit der Palette 120 so dargestellt, daß es zwei Verbindungs- oder Jochbauglieder 250 verwendet. Die Joche 250 sind Dualschwenkstrukturen, die zwei aufrechte Ohrbauglieder 252 und 254 aufweisen, die durch ein Brückenbauglied 255 (4) miteinander verbunden sind. Die Ohren 252, 254 weisen jeweils untere Schwenkbauglieder 256, 258 auf, die sich durch die jeweiligen halbmondförmigen Schlitze 260, 262 erstrecken, die durch die gegenüberliegenden Seitenwände der Palette 120 definiert sind. Die halbmondförmigen Schlitze 260, 262 definieren jeweils Schwenkschul tern, wie z. B. die in 8 und 9 gezeigten Schultern 264. Die unteren Jochgelenke 256, 258 nehmen die Schwenkschultern 264 in Eingriff und schwenken um dieselben während dem Abdecken und Aufdecken, wie es durch Vergleichen der aufgedeckten Position von 8 mit der abgedeckten Position von 9 ersichtlich ist. Das Erhöhen des Schlittens 202 ist begrenzt, wenn die Vorwärtsbewegung der Palette 120 angehalten wird durch Kontakt des Wagenverriegelungsarms 145 auf der Palette 120 mit dem Wagen 40, wie es in 4 gezeigt ist. Vorteilhafterweise ist die θ-X-Positioniergenauigkeit (d. h. die Drehung um die X-Achse) der Abdeckungen 210, 212, der Feder 270 und der Verbindung 275 durch diesen Entwurf verbessert, weil sowohl die Palette 120 als auch der Schlitten 202 gegen den gleichen Abschnitt des Druckkopfwagens 40 ruhen. Somit ist eine Wegabweichung des Schlittens 202 virtuell eliminiert.
Der zweite Abschnitt der Dualschwenkstruktur der Joche 250 wird durch keilförmige Schwenkhaken 266 entlang der oberen Innenoberfläche von jedem der Ohren 252 und 254 geliefert, wie es für die Haken 266 auf den Ohren 252 in 8 und 9 gezeigt ist. Jeder Schwenkhaken 266 wird erfaßt durch und empfangen in einer Ausnehmung 268 des Schlittens 202, der in 8 in der Ruheposition gezeigt ist. Während sich die Palette 120 vorwärts bewegt (in 8 und 9 nach links), wenn die Stifte 50, 52 in der Wartungsregion 44 sind, nehmen die Schlittenarme 204, 206 den Wagen 40 in Eingriff (4). Die Jocharme 252, 254 weisen alle die gleiche Länge und Winkelausrichtung bezüglich der Palette 120 und des Schlittens 202 auf, um eine sich verschiebende Parallelogrammstruktur zu bilden, wie es durch Vergleichen von 8 und 9 ersichtlich ist. Wenn derselbe betätigt wird, behält der Schlitten 202 somit eine Ausrichtung parallel zu seiner Ruheposition (8) bei, während die Joche 250 den Schlitten 202 durch einen bogenförmigen Weg treiben, wie es durch den gebogenen Pfeil 269 angezeigt ist (8). Die Aufwärtsbewegung des Schlittens 202 setzt sich fort, bis die Abdeckungen 210, 212 die Druckköpfe 54, 56 in Eingriff nehmen und der Verriegelungsarm 145 auf der Palette 120 den Wagen 40 erfaßt und den Motor 105 blockiert. Wenn dieselben in der Abdeckungsposition von 9 sind, schweben die Haken 266 vorzugsweise in den Ausnehmungen 268, so daß die Abdeckungen eine maximale Abdichtung gegen die Druckköpfe beibehalten, aufgrund einer Abdeckungskraft, die durch einen dritten Schlittenträger geliefert wird, der ein Vorspannungsbauglied umfaßt, wie z. B. eine Spulenfeder 270, die während dem Abdecken zusammengedrückt wird.
Bevor der Betrieb der Feder 270 beschrieben wird, wird angemerkt, daß der Abdeckungsschlitten 202 daran gehindert wird, unter dem Wischerschaberstab 185 zu verlaufen, wenn der Wagen 40 nicht in der Wartungsregion ist, um unnötiges Verunreinigen der Abdeckungen 210, 210 durch Tintenrest zu vermeiden, der sich entlang des Stabs 185 angesammelt hat. Dieser Vorgang wird erreicht durch eine aufrechte Stütze 272, die entlang der Vorderkante des Schlittens 202 positioniert ist, die einen vorzugsweise verstärkten Anschlagabschnitt 274 des Stabs 185 in Eingriff nimmt (siehe 3). Nach dem Kontakt der Schlittenstütze 272 mit der Anschlagvorrichtung 274 zwingt die weitere Vorwärtsbewegung (in 3 nach links) die Verbindungen 250, zu schwenken und den Abdeckungsschlitten 202 nach oben in eine angehobene Position zu heben. Diese Position wird als „erhöht" und nicht als „abdeckend" bezeichnet, weil es ohne das Kontaktieren der Druckköpfe 54, 56 kein Zusammendrücken der Feder 270 gibt und die Jochhaken 266 an der Unterseite der Ausnehmungen 268 ruhen. Somit wird verhindert, daß die Abdeckungen 210, 212 durch Tintenreste auf dem Wischerschaberstab 185 verschmutzt und verunreinigt werden. Ein weiterer wesentlicher Vorteil wird durch die Schlittenstütze 272 und die Schlittenarme 204, 206 geliefert. Während dem Versand von der Firma sind die Stifte 50, 52 typischerweise nicht in dem Drucker 20 installiert, was die Stiftlebensdauer während dem Versand und während des Wartens auf den Verkauf des Druckers 20 bewahrt. Wenn die Wagenverriegelung 145 den Wagen 40 in Position sichert, ohne daß die Stifte 50, 52 installiert sind, kontaktieren die Schlittenarme 204, 206 und die obere Oberfläche der Schlittenstütze 272 den Wagen 40, um den Schlitten 202 während dem Transport fest in einer pseudoabgedeckten Position zu halten.
Die Feder 270 spannt den Schlitten 202 in einer abgesenkten Ruheposition vor, wie es in 8 gezeigt ist, unter Verwendung eines wippenden Federbefestigungsteils oder Wippbauglieds 275, das auf der Wippschwenkstütze 276 ruht, die von der Palette 120 hervorsteht. Diese Vorspannungsaktion der Feder 270 dient auch dazu, die Abdeckungsanordnung 200 von der abgedeckten Position zurückzuziehen und den Schlitten 202 nach dem Aufdecken zu der Ruheposition zu bringen. Die Wippe 275 weist ein Paar von vorstehenden Fingerbaugliedern 278 auf, die beide in Verriegelungen enden, die einen Schwenkstift oder ein Stützbauglied 280 des Schlittens 202 greifen. Wie es in 3 und 4 gezeigt ist, ist die Schlittenschwenkstütze 280 in einem grob T-förmigen Schlitz 282 ausgenommen, der durch den Schlitten 220 definiert ist, wobei der Schlitten 282 breit genug ist, um die Spitzen der Befestigungsteilfinger 278 gleitbar dadurch aufzunehmen. Daher ist die Feder 270 unter einem leichten Druck, wenn sie zusammengebaut wird, um den Schlitten 202 in die abgesenkte Ruheposition vorzuspannen. Die Schlittenstütze 280 verläuft nach unten durch den Schlitz, der zwischen dem Paar von Wippenfingern 278 gebildet ist, unter der Abwärtskraft, die durch Abdecken der Druckköpfe 50, 52 erzeugt wird, was die Feder 270 weiter zusammendrückt. Diese Beanspruchung der Feder 270 während dem Abdecken dichtet sicher ab und behält einen gesteuerten Druck gegen die Druckkopfdüsenplatten 54, 56 bei, selbst wenn die Druckereinheit 20 abgeschaltet wurde. In der Tat kann die Abdeckungskraft, die auf die Druckköpfe 54, 56 angelegt wird, eingestellt werden durch Auswählen einer Feder mit einer gewünschten Federkraftcharakteristik.
Schließlich ermöglicht es das Unterdimensionieren der Jochhaken 266 bezüglich der Breite der Schlittenausnehmun gen 268, wie es in 9 gezeigt ist, daß sich der Schlitten 202 bezüglich der Palette 120 dreht oder versetzt, wenn die Schlittenarme 204, 206 den Wagen 40 kontaktieren, um sich zu der Abdeckungsposition zu bewegen. Diese schwebende Art des Schlittens 202 während dem Abdecken ermöglicht auch, daß die Abdeckungsanordnung 200 eine Kardan- oder Neigeaktion aufweist, so daß sich der Schlitten 202 neigen kann, um Unregelmäßigkeiten auf der Druckkopffläche auszugleichen, wie z. B. Tintenaufbau oder die Schwarzstifteinkapselungswulst 215, während nach wie vor eine druckdichte Abdichtung benachbart zu den Stiftdüsen beibehalten wird. Die zwei Joche 250 arbeiten teilweise wie ein Vierstabverbindungsmechanismus, der in der Vergangenheit verwendet wurde, um Wartungskomponenten ansprechend auf die Wagenbewegung anzuheben. Dem früheren Vierstabverbindungsmechanismus fehlten jedoch die Brücken 255, die dem dargestellten Entwurf Stabilität und einen leichten Zusammenbau hinzufügen. Darüber hinaus war der frühere Entwurf nicht in der Lage, diese schwebende Aktion für den Abdeckungsschlitten zu erreichen, wo die Spulenfeder 270 die Abdeckungen 210, 212 nach oben in die Eingriffnahme mit den Druckköpfen 54, 56 vorspannt.
10 stellt die Position der Palette 120 für das zweite Ausführungsbeispiel der Auswurfroutine dar. Hier wird die Palette 120 zu der Rückseite des Wartungsstationsrahmens 46 zurückgezogen, was vorteilhafterweise während der Wartungsroutine als eine Ausgangs- oder Ruheposition verwendet wird. Der Antriebsstationsantriebsmotor 105 bewegt die Palette 120 ganz nach hinten, bis die Rückseite der Palette 102 den hinteren Abschnitt der Rahmenbasis 102 kontaktiert. Sobald keine weitere Rückwärtsbewegung ausgeführt wird, wird die Logik in der Druckersteuerung 36 bei einer Nullposition wiederhergestellt. Von dieser Nullposition aus werden nachfolgende Motorschritte dann angewiesen, die Palette 120 an den ordnungsgemäßen Abdeckungs-, Wisch-, Verriegelungs- und Auswurfpositionen zu positionieren.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Innere der Rahmenbasis 102 im wesentlichen umhüllt, um das Austreten von Tinte zu verhindern während eine andere Funktion ausgeübt wird, insbesondere die des Speibeckens 48 zum Erfassen von Tintenauswurf von den Stiften 50, 52. Das Speibecken 48 weist eine untere Oberfläche auf, die durch die Innenoberfläche der Rahmenbasis 102 definiert ist, die mit einem absorbierenden Auswurfkissen 290 überzogen sein kann, das vorzugsweise unter dem Eingang zu dem Speibecken 48 positioniert ist. Das Auswurfkissen 290 kann jeder Typ von flüssigkeitsabsorbierendem Material sein, wie z.B. Filz, Preßspann, ein Schwamm oder ein anderes Material. Ein bevorzugtes Material ist ein offenzelliges Schaumstoffschwamm-Material, das von Time Release Sciences, Inc., 1889 Maryland Ave., Niagara Falls, New York 14305, als Typ SPR100 Material verkauft wird.
Wie es oben in dem Hintergrundabschnitt erwähnt wurde, führt das angesammelte Auswerfen von Tinte, insbesondere der pigmentbasierten schwarzen Tinte von dem Stift 50 häufig zu der Bildung von Tintentürmen oder Stalagmiten, wie z. B. dem Stalagmit 229, der einen oberen Abschnitt 294 aufweist, wie es in 10 gezeigt ist. Ein spezieller Vorteil der translatorischen Bewegung der Palette 120 vor und zurück über die Auswurfregion 48 ist die Aufnahme des Stalagmitentkappungsstegs 295, der entlang der Unterseite der Palette 120 positioniert ist, um die wachsenden Stalagmiten zu planieren. Vorzugsweise erstreckt sich die Stalagmitentkappungsvorrichtung 295 zwischen dem Paar von Zahnstangen 118. Die Vorwärtsbewegung der Stalagmitentkappungsvorrichtung 295 schneidet über die Spitze 294 (in gestrichelten Linien gezeigt) des Stalagmits 292 und bricht dieselbe ab. Die Stalagmitentkappungsvorrichtung 295 stößt diese oberen Festkörper 294 (in durchgezogenen Linien gezeigt) nach vorne und auf das Auswurfkissen 300, so daß dieselben nicht wachsen, um die Stiftflächen zu kontaktieren oder den Betrieb der Zahnstangengetriebe 114, 118 zu stören.
Beim Betrieb kann ein bevorzugtes Verfahren zum Warten der Druckköpfe 54, 56 bei dem anfänglichen Einschalten des Druckers 20 auftreten, nach einer Periode von Druckerinaktivität. Wenn dieselben gespeichert sind, sind die Stifte 50, 52 durch die Abdeckungsanordnung 200 abgedeckt, wie es in 9 gezeigt ist. Auf das Einschalten hin bewegt sich die Palette 120 zuerst nach hinten, um die Stifte aufzudecken. Die Rückwärtsbewegung wird fortgesetzt, was bewirkt, daß die Wischer 150, 152 und die Klappen 180, 182 die jeweiligen Druckköpfe 54, 56 und die Farbstiftseitenflächen 176, 178 wischen. Die fortgesetzte Rückwärtsbewegung der Palette 120 zu der Ausgangsposition versteckt dann die Abdeckungsanordnung 200 unter dem hinteren Ummantelungsabschnitt der Haube 110, wodurch das Speibecken 48, wie es in 10 gezeigt ist, zum Auswerfen zugreifbar bleibt. Wenn die Abdeckungsanordnung 200 unter dem hinteren Abschnitt der Haube 110 versteckt ist, ist dieselbe vorteilhafterweise vor Verunreinigung geschützt durch irgendwelche in der Luft befindliche Tintenaerosolteilchen, die während der Auswurfroutine erzeugt werden.
Nach dem Aufdecken, Wischen und Auswerfen sind die Stifte 50, 52 dann frei, um durch den Wagen 40 zum Drucken zu der Druckzone 25 befördert zu werden. Es kann regelmäßig während dem Drucken wünschenswert sein, die Stifte 50, 52 zu der Wartungsstation 45 zurückzubringen, zum Auswerfen gefolgt von einer schnellen Wischroutine, die durch Bewegen der Palette 120 nach vorne von der Ruheposition erreicht wird. Es ist offensichtlich, daß Schrubben oder mehrere Wischtakte ohne weiteres erreicht werden können durch Hin- und Herbewegen der Palette 120 nach vorne und hinten, während es den Wischern 150, 152 ermöglicht wird, die Druckköpfe 54, 56 zu wischen und zu reinigen. Zum Rückkehren zu dem inaktiven Zustand können die Stifte 50, 52 zurück in die Wartungsregion 44 gebracht werden, dann auswerfen und durch einen einzigen Takt der Palettenvorwärtsbewegung saubergewischt und abgedeckt werden.
Vorteile
Vorteilhafterweise können beide Druckköpfe 54, 56 gleichzeitig in das Speibecken 48 auswerfen, ohne den Wagen 40 zu bewegen. Frühere Drucker mußten zuerst einen Druckkopf über das Speibecken positionieren, dann mußte der Wagen bewegt werden, um den anderen Druckkopf über das Speibecken zu positionieren. Dies war ein zeitaufwendiger und lauter Prozeß, der mehrere Wagenbewegungen erfordert hat. Somit arbeitet die Wartungsstation 45 mit einer schnelleren und ruhigeren Auswurfroutine als mit den früheren Entwürfen möglich war. Darüber hinaus benötigt das Speibecken 48 keine zusätzliche Druckerbreite wie die früheren Speibecken, daher hat der Drucker 20 eine kleinere „Standfläche", d. h., der Drucker benötigt weniger Arbeitsplatz auf dem Schreibtisch des Benutzers oder der anderen Stelle, wo der Drucker installiert ist.
Diese drei Wartungsroutinen, (1) beim anfänglichen Einschalten, (2) während dem Drucken und (3) vor der Inaktivität, werden jeweils vorteilhafter ohne Wagenbewegung erreicht, anders als die Bewegung, die erforderlich ist, um die Stifte 50, 52 in die Wartungsregion 44 zu bringen oder die Wartungsregion zu verlassen. Viele der herkömmlichen Wartungsroutinen erforderten eine Wagenbewegung zum Durchführen der verschiedenen Wartungsfunktionen, was übermäßiges Druckerrauschen erzeugte. Neben dem Auswerfen erforderten die früheren Drucker häufig eine Wagenbewegung zum Wischen und Abdecken der Druckköpfe. Die Wagenbewegung erfordert übermäßig viel Zeit, um es der Masse des Wagens und der Stifte zu ermöglichen, sich zu beschleunigen, zu verlangsamen und die Richtung zu ändern, beispielsweise während mehreren Wischtakten. Die geringe Masse der translatorischen Palette 120 wird leicht beschleunigt und verlangsamt, für eine schnelle Bewegung sowohl in der Vorwärts- als auch in der Rückwärtsrichtung. Ferner, wie es oben erwähnt wurde, macht weniger Wagenbewegung das System 100 auch ruhiger als die früheren Drucker.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil des translatorischen Wartungssystems 100 ist seine Fähigkeit, in einem „Von-Oben-Nach-Unten"-Zusammenbauprozeß aufgebaut zu werden. Das heißt, die Basis 102 kann zuerst in einer Anordnungsbefestigung befestigt werden, gefolgt durch die Einfügung des Auswurfkissens 300 an der Unterseite derselben. Danach wird das Spindelritzelgetriebe 150 fallengelassen in Lagerträger, die in dem Inneren des unteren Rahmens 102 gebildet sind. Danach kann die Palette 120 auf die nach oben tragenden Oberflächen der Spuren 130 eingefügt werden, die entlang den Innenseitenwänden der Rahmenbasis 102 gebildet sind. Dies kann beispielsweise durchgeführt werden, indem zuerst die Kontaktoberflächen 136 der Vorspannungsarme 135 gegen die Innenseitenwand der Basis 102 gedrückt werden, um die Arme 135 zu biegen, und dann die Außenseite der Palette 120 gegen die Außenseitenwand der Basis 102 in die Spur 130 geschoben wird.
Vorzugsweise werden die Wischerbefestigung 190 (mit den Wischern und Klappen bereits darauf gebildet) und die Abdeckungsanordnung 200 zuerst auf der Palette 120 eingebaut, so daß die gesamte zusammengebaute Palette als eine Einheit in die Rahmenbasis 102 eingebaut werden kann. Es ist auch offensichtlich, daß es bei einigen Implementierungen vorzuziehen ist, zuerst die Palette 120 allein in der Basis 102 einzubauen, und dann die Wischerbefestigung 190 einzubauen, mit den Wischern und Klappen und der Abdeckungsanordnung 200. Wie es oben erwähnt wurde, hat die Wischerbefestigung 190 Vorsprünge 194, die über die Haken 198 gleiten, die dann durch die Schlitze 196 erfaßt werden. Die Abdeckungsanordnung 200 kann ohne weiteres installiert werden, indem zuerst die Feder 270 um den Wippenarm 275 geschoben wird, und dann der Wippenarm 275 an der Schlittenstütze 280 befestigt wird. Das Paar von Schlittenbefestigungsverbindungen oder -jochen 250 wird dann eingebaut durch Einfügen ihrer Schwenkbefestigungspunkte 256, 258 durch ihre jeweiligen Schwenkpunkte 258, 260, die durch die Seitenwände der Palette 120 definiert sind. Der Abdeckungsschlitten 202 wird dann nach unten auf die aufrechten Arme 252, 254 der Verbindungen 250 gedrückt, und die Basis des Wippenarms 275 wird auf der Wippenstütze 276 positioniert.
Die letzten Zusammenbauschritte werden dann erreicht durch Drücken der Haube 110 auf die Rahmenbasis 102 unter Verwendung von Führungen 108, bis die Schnapphaken 106 Eingriff nehmen. Die Haube 110 bildet den oberen Abschnitt der Spuren 130 zum Sichern der Palette 120 darin. Nachfolgende Zusammenbauschritte können das Befestigen der Übertragungsgetriebe 108 und 109 an der Außenseite der Basis 102 und dann das Befestigen des Antriebsmotors 105 an der Rahmenbasis 102 unter Verwendung einer Klammer 106 und einer Halterung 107 umfassen. Das Verwenden des Motors 105 zum Halten der Getriebe 108 und 109 in Position verringert nicht nur die Gesamtteilezahl für die Wartungsstation 45, sondern beschleunigt auch den Zusammenbauprozeß, wie auch die Verwendung der Klammer 106 anstatt einer getrennten Schraube oder einer anderen Halterung. Dieser Oben-Nach-Unten-Zusammenbauprozeß wird erreicht unter Verwendung von weniger Teilen als andere bekannte Wartungsstationen, die in der Lage sind, ein Paar von Kassetten zu warten, wo eine eine pigmentbasierte Tinte trägt und die andere eine farbstoffbasierte Tinte trägt. Die dargestellte Wartungsstation 100 ist in etwa der Hälfte der Zeit zusammengebaut, die diese anderen Wartungsstationen benötigen, und erfordert etwa die Hälfte der Anzahl speziell zugewiesener Zusammenbaustationen. Somit sind geringere Arbeitskosten erforderlich, um die Wartungsstation 100 zusammenzubauen und die geringere Teilezahl führt zu geringeren Direktmaterialkosten, was einen ökonomischeren Drucker ergibt, der nach wie vor eine hervorragende Druckkopfwartung liefert.
Ein weiterer Vorteil des translatorischen Wartungssystems 100 ist die Integration der X-, Y- und Z-Ausrichtungs merkmale in die Wartungsstationskomponenten ohne zusätzliche Kosten für zusätzliche externe Bezugspunkte. Die X-Achsenausrichtung von sowohl der Wartungsstation 100 als auch dem Wagen 40 an benachbarten Positionen minimiert Schwankungen und verbessert dieses Gesamtausrichtungsschema im Vergleich zu dem, das mit den vorhergehenden Druckern möglich war, erheblich.

Claims

Eine Wartungsstation (100) zum Warten eines Tintenstrahldruckkopfs (54, 56) eines Tintenstrahldruckkopfmechanismus (20), der ein Chassis (22) aufweist, wobei der Druckkopf für eine Bewegung entlang einer Bewegungsachse durch das Chassis getragen wird, wobei die Wartungsstation folgende Merkmale umfaßt: einen Rahmen (102), der durch das Chassis getragen ist; und eine Druckkopfwartungskomponente (150, 152; 180, 182; 210, 212); dadurch gekennzeichnet daß: der Rahmen (102) ein Speibecken (48) definiert; die Wartungsstation (100) außerdem eine Palette (120) umfaßt, die gleitbar durch den Rahmen getragen ist, für eine translatorische Bewegung in eine Richtung im wesentlichen senkrecht zu der Bewegungsachse zwischen einer Druckkopfauswurfposition und einer Druckkopfwartungsposition, in der die Palette (120) zumindest einen Teil des Speibeckens (48) bedeckt, und wobei die Palette zu der Druckkopfauswurfposition bewegt wird, um das Speibecken (48) für den Druckkopf zum Auswerfen freizulegen; und wobei die Druckkopfwartungskomponente durch die Palette (120) getragen ist, für eine selektive Bewegung zu der Druckkopfwartungsposition, um den Druckkopf zu warten.
Eine Wartungsstation gemäß Anspruch 1, bei der der Rahmen (102) ferner eine Führungsspur (130) definiert, die sich von der Druckkopfauswurfposition zu der Druckkopfwartungsposition erstreckt.
Eine Wartungsstation gemäß Anspruch 1, bei der das Speibecken (48) einen Boden (290) aufweist, der für den Druckkopf (54, 56) zum Auswerfen freigelegt ist.
Eine Wartungsstation gemäß Anspruch 3, bei der das Speibecken (48) ausgestoßene Tinte (292) von dem Druckkopf (94) empfängt, wobei sich die ausgestoßene Tinte in einem Stalagmit (292) aus Tintenrest sammelt, der sich von dem Speibeckenboden (290) nach oben erstreckt, um in einem oberen Abschnitt (294) zu enden, wobei die Wartungsstation ferner ein Stalagmitentkappungsbauglied (295) umfaßt, das sich von der Palette. (120) auf eine Ebene hinunter erstreckt, um den oberen Abschnitt des Stalagmiten (294) zu entfernen, wenn sich derselbe bei einer Bewegung der Palette. (120) über dem Speibecken über die Ebene erstreckt.
Eine Wartungsstation gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Wartungsstation (100) ferner ein Haubenabdeckungsbauglied (110) umfaßt, das fest an dem Rahmen (102) befestigt ist, wobei die Palette (120) zwischen denselben positioniert ist, für die translatorische Bewegung.
Ein Verfahren zum Warten eines Tintenstrahldruckkupfs (54, 56) eines Tintenstrahldruckmechanismus (20), das folgende Schritte umfaßt: Bewegen des Druckkopfs (54, 56) entlang einer Bewegungsachse (42) zu einer Wartungsposition; wobei das Verfahren durch folgende Schritte gekennzeichnet ist: translatorisches Bewegen einer Palette 1120), die eine Druckkopfwartungskomponente (150, 152; 180, 182; 210, 212) trägt, in einer Richtung (66) im wesentlichen senkrecht zu der Bewegungsachse (42) und dadurch Warten des Druckkopfs (54, 56) mit der Wartungskomponente (150, 152; 180, 182; 210, 212), wenn der Druckkopf in der Wartungsposition ist; während dem Wartungsschritt, Abdecken zumindest eines Teils eines Speibeckens (48) mit der Palette (120); während der Druckkopf (54, 56) stationär in der Wartungsposition gehalten wird, Freilegen des Speibeckens (48) durch Bewegen der Palette (120) zu einer Auswurfposition; und nach dem Freilegungsschritt Auswerfen von Tinte von dem Druckkopf (54, 56) in das Speibecken (48).
Ein Verfahren gemäß Anspruch 6, bei dem: die Druckkopfwartungskomponente (210, 212) durch einen Schlitten (202) getragen ist, der beweglich an der Palette (120) befestigt ist; und der Wartungsschritt den Schritt des Anhebens des Schlittens (202) weg von der Palette (12) und zu dem Druckkopf (54, 56) hin, und danach des Absenkens des Schlittens (202) weg von dem Druckkopf (54, 56) und zu der Palette (120) hin umfaßt.
Ein Verfahren gemäß Anspruch 7, bei dem: der Schlitten (202) beweglich an der Palette (120) befestigt ist, für eine Drehbewegung bezüglich der Palette (120); der Schritt des Anhebens des Schlittens (202) das Schwenken des Schlittens (202) weg von der Palette (120) umfaßt; der Schritt des Absenkens des Schlittens (202) den Schritt des Schwenkens des Schlittens (202) zu der Palette (120) hin umfaßt.
Ein Verfahren gemäß Anspruch 6, bei dem: die Druckkopfwartungskomponente eine Abdeckung (210, 212) umfaßt; der Wartungsschritt den Schritt des Abdichtens des Druckkopfs (54, 56) mit der Abdeckung (210, 212) umfaßt; der Freilegungsschritt den Schritt des Aufdeckens des Druckkopfs (54, 56) umfaßt, während die Palette (120) zu der Auswurfposition bewegt wird; und der Auswurfschritt nach dem Aufdeckschritt auftritt.
Ein Verfahren gemäß Anspruch 6, bei dem: die Druckkopfwartungskomponente einen Wischer (150, 152) umfaßt; und der Wartungsschritt den Schritt des Wischens des Druckkopfs (54, 56) mit dem Wischer (150, 152) umfaßt, durch Bewegen der Palette (120), während der Druckkopf (54, 56) still gehalten wird; und das Verfahren ferner nach dem Wischschritt den Schritt des Schabens von Tintenrest von dem Wischer (150, 152) umfaßt, durch Bewegen der Palette, so daß der Wischer ein Schabbauglied berührt.
Ein Tintenstrahldruckmechanismus (20), der folgende Merkmale umfaßt: einen Wagen (40), der durch das Chassis (22) getragen ist, der sich entlang einer Bewegungsachse (42) zu einer Wartungsposition bewegt, und bei dem der Tintenstrahldruckkopf durch den Wagen (40) befördert wird; und eine Wartungsstation (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, die ferner folgende Merkmale umfaßt: einen Schlitten (202), der für eine translatorische Bewegung in eine Richtung (66) im wesentlichen senkrecht zu der Bewegungsachse (42), und für eine Bewegung zu und weg von dem Druckkopf (54, 56) getragen ist; und eine zweite Druckkopfwartungskomponente (210, 212), die durch den Schlitten (202) getragen ist, für eine Bewegung zu dem Druckkopf (54, 56) hin, um eine Druckkopfwartung zu ermöglichen, wenn der Druckkopf (54, 56) in der Wartungsposition ist, und für eine Bewegung weg von dem Druckkopf (54, 56) nach der Druckkopfwartung.
Ein Tintenstrahldruckmechanismus (20) gemäß Anspruch 11, bei dem die Wartungsstation (100) ferner folgende Merkmale umfaßt: eine Basis (102), die durch das Chassis (22) getragen ist; und wobei die Palette (120) durch die Basis für eine translatorische Bewegung in der Richtung (66) getragen ist, und der Schlitten (202) schwenkbar an der Palette (120) befestigt ist, für die Bewegung zu und weg von dem Druckkopf (54, 56).